CO_(2)强化水洗对生物炭脱灰影响及作用机理研究

本实验提出一种先炭化后CO_(2)强化水洗的脱灰方法,选用甘蔗渣考察了生物炭的制备温度、CO_(2)强化水洗温度及时间对脱灰效果的影响。结果表明,炭化温度升高,脱灰率呈先增加后降低的趋势,而水洗温度升高和时间的延长则趋势相反,对于300℃甘蔗渣炭,经40℃水洗4 h脱灰率可达57%。与炭化前水洗脱灰相比,先炭化后脱灰使甘蔗渣热解炭的固定碳含量和炭收率分别提高7%和3%。分析认为,在脱灰过程中,CO_(2)通入水中扩散溶解形成碳酸,与部分盐反应形成溶于水的盐类,K、Na和Ca脱除率超过50%,部分方解石、白云石被脱除。该过程较单独水洗显示出较高的脱灰率和普适性,但是脱灰率与生物炭的灰分组成和类型相关,对花生壳、杨木热解炭脱灰率均超过30%。

不同粒径准东煤CO_(2)强化水洗脱钠及燃烧特性研究

为探究不同粒径准东煤经过CO_(2)强化水洗后的Na脱除率以及燃烧特性的变化,利用连续式水洗装置,以高纯CO_(2)作为酸源对0.5~1 mm、>1~3 mm、>3~5 mm 3种粒径区间的准东煤样分别进行CO_(2)强化水洗1 h和6 h,使用X射线荧光光谱仪对试验样品的灰样进行分析,通过实验数据计算获得不同粒径准东煤CO_(2)强化水洗后的Na脱除率,并结合X-射线衍射分析结果得出其变化规律;然后采用扫描电镜和热重分析仪研究粒径>3~5 mm的煤样和原煤样的燃烧特性。结果表明:经CO_(2)强化水洗时间越长且粒径越小的准东煤,其Na脱除率就越高;经过CO_(2)强化水洗后煤样的着火温度和燃尽温度均略低于原煤样,燃烧特性有所提高。

复合强化方式对建筑垃圾再生砂浆性能的影响

为改善建筑垃圾再生砂浆的性能,选用水洗法和纳米材料掺入法复合强化再生砂浆的力学性能,通过再生砂浆标准稠度试验、表观密度试验、保水性试验、抗压试验和SEM对再生砂浆基础指标、抗压能力与微观形貌进行了综合评价。稠度、表观密度以及保水性试验结果表明:水洗强化后,再生砂浆流动性变好、表观密度和保水性下降;在复合强化中,随着纳米材料掺量的增加,再生砂浆流动性逐渐变差,表观密度提升,保水性逐渐变好。抗压强度试验结果表明:随着龄期的增长,抗压强度明显变大;水洗强化后,抗压强度在不同龄期中,均随着纳米材料掺量的增加呈现出先升高后降低的趋势,并且得出纳米材料的推荐掺量为1.5%。扫描电镜结果表明:未进行水洗强化和纳米材料强化的再生砂浆水化反应遭到抑制;复合强化中,随着纳米材料掺量的增加,再生砂浆水化反应程度加深。

盐泥中钾镁资源的回收利用研究

以氯碱企业中生产的固体废弃物盐泥为原料,采用旋转液膜反应器强化水洗及CO_(2)碳化方式分别浸取其中的氯化钾和氢氧化镁资源,考察了盐泥浆液的固液比及浆化温度对氯化钾浸出含量的影响以及碳化反应条件对盐泥中氢氧化镁浸取率的影响。实验结果表明,在盐泥与水的固液比为1∶5、浆化温度为35℃时,盐泥中氯化钾的浸出率可达到95.12%。氢氧化镁碳化浸取实验中,当固液比为1∶13、碳化温度为25℃、搅拌转速为900 r/min、CO_(2)通入流量为45 mL/min、通入时间为140 min时,盐泥中氢氧化镁的浸出率可以达到95.43%。水解实验结果表明,在100℃下水解30 min,可得到纳米花状的Mg5(CO_(3))_(4)(OH)_(2)·4H_(2)O产品,水解率达到95.30%。该工艺操作简便,对环境友好,为盐泥的综合利用提供了新的思路。

高碱煤的烟气强化水洗脱碱研究

本工作基于燃煤电厂烟气(CO_(2))溶于水形成的碳酸可促进高碱煤中碱金属碱土金属(AAEM)水洗脱除的理论基础,研究了关键工艺参数对脱碱效果的影响规律,考察了洗液循环利用的可行性和烟气强化水洗对重金属的脱除作用。结果表明,烟气强化水洗对红沙泉煤中Na、K最高脱除率分别可达86.8%和62.7%;宜化煤脱Ca率达到44.7%;准东煤脱Mg率达35.4%;脱碱率随水洗时间的增加和原料粒径的减小而增大;洗液盐浓度与循环次数呈正相关,Ca和Mg的脱除率受循环液浓度影响强于Na和K;煤中As、Ni等重金属脱除率甚至超过90%。

塔河稠油电脱盐工艺优化研究

某炼化企业原油性质持续恶化,原油盐含量、运动黏度持续上升,通过常规的电脱盐工艺难以达到较好的脱水脱盐效果。针对该企业加工主体原油存在的高密度、超高盐含量、高沥青质、胶质含量、油品性质恶劣等问题,实验室通过强化水洗过程以及注脱盐助剂的方式,优化了塔河稠油的脱水脱盐工艺。试验结果表明:在常规电脱盐试验之前,原油大量注水洗涤,强化水洗过程,三级脱盐试验中每级另加注脱盐助剂50μg/g;三级脱后盐质量浓度小于5 mg/L,脱后含水小于0.3%,对解决原油脱水脱盐难题,实际操作工艺优化具有指导意义。

烟气强化水洗对高碱煤脱碱及热转化行为研究

为减轻新疆准东煤因高碱金属和碱土金属含量导致其燃烧过程锅炉的结渣沾污和高PM释放等问题,作者前期工作中提出采用燃煤电厂烟气(CO)强化水洗脱碱的方法,显著增强了高碱煤中碱金属和碱土金属的水洗脱除率。然而前期研究均是基于间歇式反应器开展,实际应用性不强,脱除率有待进一步提高。本文自行设计了一种半连续式高碱煤烟气强化水洗脱碱装置,较详细研究了其脱碱效果、洗煤的物理化学特性及其热转化行为。结果显示,此方法的脱灰率达46.4%,Na和Ca脱除率分别高达89.2%和36.2%。洗煤灰的变形温度从782℃提升至1240℃,煤的燃烧结渣沾污倾向得到明显抑制。烟气强化水洗使煤的着火点和最大燃烧速率略有下降,但整体燃烧行为和温度范围变化不大,而煤样的气化活性有所降低。

柠檬酸及柠檬酸铵电场强化水洗脱除垃圾焚烧飞灰中重金属

为进一步强化城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属电场水洗脱除效果,详细研究柠檬酸和柠檬酸铵强化洗脱效果,分析了初始pH、辅助剂浓度和电流密度对飞灰中重金属去除率的影响,探讨了处理后飞灰的浸出毒性。结果表明,柠檬酸和柠檬酸铵辅助剂的电场强化水洗均能显著去除飞灰中重金属,且去除率随着初始pH的减少、辅助剂浓度的增加和电流密度的增加而增大。在最佳条件下,添加柠檬酸辅助剂,飞灰中铅、镉和镍的去除率均高于90%,锌、铜和砷的去除率分别为83.12、72.68和71.86%;以柠檬酸铵为辅助剂时,镉、铜、镍、锌、砷和铅的去除率分别为91.51%、88.18%、86.43%、77.94%、69.57%和69.07%;2种辅助剂处理后的飞灰重金属浸出浓度符合国家标准。本研究结果可为飞灰中重金属电场水洗脱除强化提供参考。

生物质废弃物的烟气强化水洗脱碱研究

本文基于CO_(2)溶于水形成碳酸的原理,提出生物质电厂烟气强化水洗法,对生物质中水不溶AAEM(如有机AAEM、CaCO_(3)及CaSO_(4)等)进行有效脱除,从而抑制其燃烧过程的结渣沾污。实验结果表明,烟气强化水洗对生物质中Na、P、S、Cl、K、Ca等无机元素均有很好的脱除效果,且明显优于传统水洗,K和Ca的脱除率分别达到87%和40%。烟气强化水洗明显抑制了生物质燃烧过程中灰的熔融结渣现象,灰的软化温度从原料灰的982℃提高到了1034℃。所以,烟气强化水洗是一种有效的抑制生物质燃烧过程中结渣沾污的方法。而且,此方法也提出了一条生物质电厂烟气资源化利用的新途径。