钙基脱氯剂脱除重整高温烟气中HCl的研究

重整催化剂的再生过程主要为:卸料、烧焦、氧氯化、焙烧、冷却、隔离等步骤,其中烧焦和氧氯化为关键步骤。重整催化剂运行一定时间因表面积碳结焦而失活,“烧焦”是在氧气存在和高温条件下将催化剂上的积碳转化为二氧化碳,随着循环气带走,此过程中也伴随着催化剂上的关键组分氯的脱附,并以氯化氢的形式存在于循环气中。钙系脱氯剂使用精度高,脱氯效果好,在市场上广泛应用。实验以氢氧化钙和碳酸钙为主要活性组分,辅助加入其他提高脱氯效果的金属元素,增加金属直接协同作用,达到提高脱氯效果的目的。采用滚球成型的方式,对脱氯剂进行成型,可以有效保护活性组分的孔结构,通过脱氯评价对实验结果验证,使用后样品的氯含量可达36%以上。

钢铁行业钙基半干法脱硫灰渣资源化利用进展

对首钢和唐钢循环流化床(CFB)、密相塔(DFA)烟气脱硫灰氧化改性进行了深入研究,脱硫灰分的矿物相组成主要包括CaSO_(3)·0.5H_(2)O、CaSO_(4)、CaCO_(3)、Ca(OH)_(2),平均粒径为7.252μm、中位粒径(D_(50))为4.521μm、80%的粒子粒径处于1.039~16.162μm、比表面积为2.25 m^(2)·g^(–1),比表面积相对较大,且喷雾干燥(SDA)法脱硫灰粒径明显大于CFB与DFA法;脱硫灰含水率0.02%~0.36%,体积密度0.85~1.0 t·m^(–3),容积密度0.55~1.0 t·m^(–3),真密度2.25~2.69 t·m^(–3),压实密度为1.4 t·m^(–3);脱硫灰粒大小不一,形状多为不规则的小类球体且孔道直径在0.1~0.2μm.结合半干法脱硫灰理化性质系统表征、改性与工业化应用等成果,系统分析目前钢铁企业及其他半干法脱硫灰资源化利用研究的主要方向和进展情况,提出利用半干法脱硫灰制备多种新型材料实现半干法脱硫灰资源化利用.

醋酸改质钢渣制备高钙基吸附材料及动力学研究

为提高钢渣的资源综合利用并减少钢铁冶炼过程排放的O_(2),采用浸出-高温烧结工艺对转炉钢渣进行改质。通过浸出过程,将含钙组分制备成钙基吸附材料,同时富集回收浸出渣含铁组分。考察了浸出参数对钙基吸附剂组成的影响,为探究钢渣颗粒中钙的浸出过程,采用收缩核模型对钢渣颗粒在弱酸性溶液中的浸出速率进行了分析。研究了浸出渣经高温改质物相结构变化,并分析铁元素转变规律。此外,通过使用XRD和SEM分析钙基材料的物相结构。最后,测算钙基材料的吸附性能。结果表明,浸出温度和醋酸浓度对钙基材料中CaO含量影响较大。在较大的粒径下,最佳的浸出参数为酸浓度1 mol/L、固液比1∶10、浸出温度70℃以及时间2 h,此条件下CaO含量最高达86.3%。动力学结果表明,在搅拌条件下,钙浸出过程由内扩散控制。在40~70℃内,钙浸出过程的速率控制步骤未发生变化,仍由内扩散控制。制备的钙基材料CaO纯度较高,且O_(2)吸附量随着CaO含量增加而增大,在常压条件下最高可达60.6 mg/g。对浸出渣高温改质后,Ca_(2)Fe_(2)O_(5)相转变成了尖晶石相(Fe_(3)O_(4)、MgFe_(2)O_(4)),钙铁元素得到了很好的分离和富集回收。

金属氧化物掺杂对钙基吸附剂吸附性能的影响研究进展

在工业生产过程中,CO_(2)的大量排放导致温室效应和环境污染等问题,已成为人们关注的热点。因氧化钙在捕获CO_(2)过程中吸附容量高且成本低廉,从而受到了广泛关注。但在高温条件下,氧化钙易形成大颗粒,导致其吸收容量降低,因此限制了其在CO_(2)捕获方面的应用。金属氧化物的加入可以使钙基吸附剂表现出更加优越的热稳定性,进而增强CO_(2)捕集特性。掺杂惰性氧化物SiO_(2)可增大吸附剂的孔隙度,形成支撑骨架来增强二氧化碳吸附性。惰性金属MgO在钙基吸附剂中可形成支撑骨架,但实际吸附容量较低、热稳定性较差以及吸附动力学特性较慢,使其在CO_(2)捕集领域的实际应用程度受到一定制约。在钙基吸附剂中掺杂适量的Al2O3可提高吸附剂在高温煅烧循环中的稳定性,但掺杂过量Al2O3则会降低吸附容量。金属氧化物ZrO_(2)掺杂钙基吸附剂表现出优异的吸附性能,经常掺杂在钙基吸附剂中在高温循环煅烧中使用,具有较高稳定性。金属氧化物NiO具有低廉的成本、丰富的储备量和高温稳定性等特点。不同的金属氧化物掺杂钙基吸附剂具有不同的原理,各自具有优势,应选择合适的金属氧化物进行掺杂改性,获得最大程度的捕获容量。

钙基脱硫灰在石灰石-石膏湿法脱硫系统中的应用

钙基脱硫灰的资源化利用一直是行业应用难题。本文为验证钙基脱硫灰替代石灰石-石膏湿法脱硫系统原用脱硫剂(石灰石粉)的脱硫效果,进行在混合脱硫剂中添加不同比例钙基脱硫灰的实验室和工业应用试验,分析脱硫效率、SO_(2)排放质量浓度、吸收塔浆液和石膏的化学成分、脱硫污泥量等主要工艺参数的变化情况,并对钙基脱硫灰添加前、后湿法脱硫系统的生产运行方式变化进行对比分析。结果表明:当钙基脱硫灰替代占比在50%以下时,吸收塔浆液的化学成分基本没有发生变化,系统脱硫效率均在95%以上;SO_(2)排放质量浓度均在10 mg/Nm 3以下,小于35 mg/Nm^(3)的国家排放标准,满足行业超低排放要求;石膏的化学成分基本没有发生变化,满足石膏的社会化应用标准;污泥产生量没有增加,吸收塔内的Cl-浓度有所上升但可通过增大废水排放量来解决;湿法脱硫系统的操作调整变化不大,运行成本没有明显增加。采用钙基脱硫灰替代石灰石粉可为干法、半干法脱硫灰的综合利用提供一种经济、环保的有效途径。

准噶尔盆地高钙基钻井液技术研究与应用

准噶尔盆地东部油田上部地层膏质泥岩发育,易发生水化分散、井壁失稳,钻井液体系受钙离子污染,流变性和降滤失性难以控制,严重制约了东部油田勘探开发进程。针对准噶尔盆地东部油田钻井液污染和抑制性不稳定难题,以抗钙降滤失剂为核心,构建了抗钙能力强、性能稳定的高钙基水基钻井液体系,室内评价了其抗温性、抑制性和抗污染性。现场试验结果表明,高钙基钻井液体系在含盐地层、盐膏层均表现出良好的降滤失能力、流变性和抗污染能力,复杂时率为0,为保障东部油田上部地层的安全快速钻进提供了技术支撑。

中高温钙基材料热化学储热的研究进展与展望

热化学储热由于能量密度高,材料适宜于长时储存和远距离运输,成为高效储热新兴的研究热点。钙基材料热化学储热成本低且无毒无污染,具有广阔应用前景。总结了目前热化学储热的主要体系及分类,针对中高温钙基热化学储热技术从材料改性、反应器设计及系统集成应用三个层面的研究进展进行综述。探讨钙基热化学储热技术研究中面临的挑战与机遇,并对今后的研究与发展方向提出了建议。

水蒸气强化纤维素模板改性钙基吸附剂固碳性能及强度

采用挤出-滚圆法制备了纤维素模板水泥支撑钙基吸附剂颗粒,基于双固定床反应器探究了煅烧时蒸汽活化对改性吸附剂的CO_(2)捕获性能、力学性能和微观结构的影响特性。实验结果表明,在热致烧结和气氛诱导烧结共同作用下,吸附剂颗粒形成较稳定的孔隙结构,固碳量和力学强度均维持在较高水平。煅烧时通入10%(体积分数)水蒸气,含10%(质量分数)纤维素和5%(质量分数)水泥的吸附剂第20次循环CO_(2)捕获量为0.32g/g,相比原始吸附剂(0.138g/g)和未活化的合成吸附剂(0.20g/g)分别提高了132%和60%。且活化后颗粒平均破碎强度为14.7N,比无蒸汽条件下增强约2.7倍。50次长循环测试后,其强度进一步提升至20.5N。煅烧时蒸汽活化可同时显著提升吸附剂CO_(2)捕获量和力学性能。

氧化钙基吸收剂低温循环吸收二氧化碳的研究进展

钙循环法被认为是捕集二氧化碳的有效途径,其通过利用氧化钙基吸收剂和二氧化碳之间的可逆反应来实现吸收剂循环使用。近年来,氧化钙基吸收剂因其成本低、二氧化碳吸收率高、原料来源广等优点备受关注,并广泛应用于制氢、水泥行业中的二氧化碳捕集。但是,该吸收剂存在再生温度高、氧化钙活性组分易烧结、吸收二氧化碳性能迅速下降等问题阻碍了其工业化应用。基于此,综述了近年来高性能氧化钙基吸收剂的制备方法,分析了该类型吸收剂在各领域应用中存在的问题,并提出了实现氧化钙基吸收剂低温循环利用的技术路线,为实现大规模工业碳捕集提供参考。

固废源钙基碳捕集剂制备及抗烧结性研究进展

温室气体二氧化碳大量排放导致全球气候变暖,碳捕集成为当前重要的任务。利用大宗工业固体废弃物作为生产二氧化碳吸附剂的原料,不仅能有效缓解温室效应,而且原料价格低廉,又多位于二氧化碳排放源,可实现大宗固体废弃物的减量化、资源化。综述了钙基二氧化碳吸附材料的吸附机理及应用工艺流程。总结和比较了具有代表性和可用的工业固体废弃物(电石渣、钢渣、粉煤灰)的直接碳化潜力。介绍了几种提高吸附剂吸附性能的改性方法,包括水合改性、酸改性、掺杂改性等,并且对更适合工业应用的造粒工艺进行了简述,以期为高性能工业固体废弃物二氧化碳捕集材料的开发与应用提供重要的理论和技术支持,为研究人员进一步了解其技术进步和发展趋势提供参考。

乙醇改性钙基脱氯剂实验及动力学分析

利用乙醇溶液对分析纯氧化钙进行消化改性,制备HCl脱氯剂。通过固定床实验,考察不同反应温度和初始HCl浓度下该脱氯剂对HCl的吸附性能,利用四种反应动力学模型对实验数据进行拟合分析。结果表明:乙醇有机物分子的覆盖和动态沉积过程,使脱氯剂CA-ET-33的表面呈现为多孔隙、大比表面积的结构,同时大大增加了2~10nm孔占比,促进了其对HCl的吸附脱除。表观反应动力学模型对实验结果的拟合效果从优到差依次为:准二级吸附动力学模型、Elovich模型、准一级动力学模型、颗粒内扩散模型。准二级动力学模型可准确描述脱氯剂对HCl的吸附机理,吸附以化学吸附为主。温度升高为化学吸附提供了足够的活化能,HCl浓度的升高增大了从气相到固相表面的传质驱动力。脱氯剂的累计吸附量随温度的升高而增大,达到平衡所消耗的时间随HCl浓度的增加而缩短。确定了一个通用的动力学方程,可用于预测钙基脱氯剂对HCl的吸附过程。

磷石膏地层用钙基成膜环保冲洗液研究与应用

针对磷石膏地层水平孔钻探工程存在松散磷石膏层孔壁坍塌、磷石膏遇水分散影响取心质量、冲洗液受钙侵导致其性能恶化以及钻孔轨迹控制困难等技术难题,同时满足绳索取心钻进工艺要求,室内针对性地开展了冲洗液技术研究,分析了磷石膏地层水平孔钻进对冲洗液性能的要求,并在室内处理剂优选、配方优化的基础上,研发了钙基成膜环保冲洗液体系,并成功应用于贵州某磷石膏矿尾矿库中的水平孔钻探工程。室内试验及现场应用结果表明,该体系具有良好的抗钙侵能力,滤失量低,流变性能相对稳定;能够在岩心表面形成相对坚固的保护膜,强化磷石膏孔壁,有效预防孔壁坍塌;保护岩心免受冲洗液侵蚀,提高了取心质量。此外,该体系由无毒和易降解的环保材料组成,具有良好的环保性能。

钙基脱硫剂在烟气脱硫中的研究现状分析

烟气脱硫中钙基脱硫剂因其原料廉价、无废水处理等优势,在工程使用中尤其对于在改造烟气脱硫项目中颇受欢迎。钙基脱硫剂的脱硫效率和有效使用率是比较重要的脱硫指标,很多学者和企业人员在提高脱硫指标上做了很多研究和尝试,取得了一定成效。现从钙基脱硫剂的适用方法、反应机理、添加剂等方面进行阐述,分析出钙基脱硫剂在烟气脱硫中的研究和工程使用现状,为烟气脱硫选择钙基脱硫剂提供一定的参考。

钠基和钙基脱硫剂在干法、半干法脱硫上的应用

从钠法、钙法在干法和半干法脱硫工艺的原理等方面进行了介绍,并对比了两者的应用效果,具有一定的节能减排的优势。

超声辅助钙基膨润土吸附亚甲基蓝的研究

钙基膨润土由于水化膨胀性能差,难以高效吸附阳离子染料。以钙基膨润土为原料,采用超声辅助的方法制备了不同剥离程度的钙基膨润土,以提高其对阳离子染料的吸附性能。通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(SEM)等研究了超声时间对钙基膨润土结构的影响,探究了剥离钙基膨润土对水中亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,随着超声时间的延长,钙基膨润土的片层结构逐渐被打开,厚度逐渐降低;超声时间为20 min时钙基膨润土的厚度降低至3 nm左右;剥离钙基膨润土对水中亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附动力学更符合准二级动力学方程;与钙基膨润土相比,剥离钙基膨润土对水中亚甲基蓝的吸附速率明显加快。

ZnS纳米添加剂对复合钙基润滑脂润滑性能的影响及作用机理研究

目的 将ZnS纳米材料作为复合钙基润滑脂的极压、抗磨、减摩添加剂,研究其在钢/钢摩擦副上的摩擦学性能及润滑性能,并分析其润滑作用机理。方法 采用微乳液合成的方法制备了ZnS纳米粒子,通过加入功能交联剂改善普通复合钙基润滑脂的性能,利用流变仪测试其模量,触变性考察添加剂对其结构的影响,并利用SRV-V微动振动摩擦磨损试验机、三维表面轮廓仪考察其摩擦学性能,采用X射线光电子能谱仪探究其润滑作用机制。结果 纳米ZnS作为添加剂具有良好的减摩抗磨性能;添加量为1%可以有效改善钙基润滑脂的摩擦学性能,而纳米ZnS的添加量达到2%时,其减摩抗磨效果非常显著;XPS结果表明在摩擦过程中润滑剂与钢表面发生了摩擦化学反应,形成了FeO,FeS和Fe_(2)(SO_(4))_(3)等物质的摩擦化学反应膜。结论 纳米ZnS作为钙基润滑脂的添加剂,可改善其对钢/钢摩擦副的润滑性能,且添加剂的加入基本上没有破坏润滑脂的胶体结构。

钙基移动床干法脱硫除尘一体化技术处理焦炉烟气的实践应用

随着环保标准的不断提高,为进一步满足环保排放要求及特殊管控时段指标调节空间,实现脱硫脱硝双系统互为备用功能,迁安中化公司采用“钙基移动床干法脱硫除尘一体化+低温SCR脱硝”工艺对原脱硫脱硝系统进行了升级改造。介绍了改造前后的工艺流程、项目投运后的性能测试结果及运行成本分析,结果表明:改造后脱硫脱硝烟气指标能够满足超低排放要求,且运行成本降低约30%,大大降低了能源消耗及碳排放。指出了系统运行存在的不足及在后续运行中需进一步优化的改进建议。

双钙基湿法脱硫pH调控技术在燃煤发电机组的应用

双钙基湿法脱硫pH调控技术可在机组相同脱硫效率条件下降低液气比并显著降低燃煤发电机组厂用电,从而实现机组节能减排之目的。基于双钙基湿法脱硫pH调控技术原理,简介1000 MW燃煤发电机组系统,针对双钙基湿法脱硫pH调控技术系统在燃煤发电机组投运前后的机组负荷、出入口SO_(2)浓度、脱硫效率、粉尘浓度、石膏成分等进行应用试验对比研究。针对试验运行数据分析可知:双钙基湿法脱硫pH调控技术可在1000 MW燃煤发电机组上实现工业应用,且在机组燃用相同煤种、相同脱硫效率工况条件下,脱硫系统能实现长期减少1台浆液循环泵的运行,节能减排效果明显。双钙基湿法脱硫pH调控技术在1000 MW燃煤发电机组的应用,可进一步提高机组运行指标的先进性,厂用电率和机组平均供电煤耗指标明显下降,并增强机组燃用煤种的适应能力及提高机组的发电效益。

通过工艺控制改善无水钙基润滑脂滴点的研究

钙基润滑脂[1]是最早应用的一款润滑脂产品,由于生产工艺和设备简便,生产成本低,在早期得到广泛的应用。但钙基润滑脂最大的缺点就是滴点低,当使用温度过高时,结构就容易遭到破坏而失去润滑作用。随着机械设备的发展,对于润滑脂的要求越来越高,钙基润滑脂逐渐不能满足设备应用的需要。

非钙基烟气脱硫技术

使用钙基吸收剂的烟气脱硫技术是控制燃煤SO2及酸雨污染最有效的技术,但如何处理日益增加的脱硫副产品是一个重要问题。目前主要采用抛弃法来处理使用钙基吸收剂脱硫后的石膏等副产品,既是硫资源的浪费,又占用大量土地,形成二次污染。介绍研究开发的以元素硫和硫酸等为副产品的非钙基脱硫技术。对以元素硫和硫酸等为副产品的几种脱硫技术进行综述,包括负载型CuO同时脱硫脱硝技术、SRT/ISPR A烟气脱硫工艺、使用Na化合物作为脱硫剂的联合化学-生物脱硫技术、以多孔介质吸附/脱附为基础的烟气脱硫技术及等离子体烟气脱硫技术等,介绍这些方法的原理及研究进展。