煤气化渣高值化利用的研究进展及应用展望

我国能源资源禀赋和煤气化产业的发展使煤气化渣排放量已达6 000万t/a。大量的煤气化渣堆存不符合能源清洁低碳高效利用的理念。对煤气化渣进行消纳处理过程中,由于含水量高、含碳量高,限制了规模化利用途径,因此需转换传统思路,向高值化方向进行性能开发是一种趋势。重点综述了煤气化渣在高值化方面的研究进展,概述了煤气化渣的来源及物理化学性质,总结了国内外煤气化渣在催化剂框架、聚合物补强、多孔材料、农业堆肥等高值化方面的研究现状,提出了高值化利用存在的局限性问题,展望了未来的发展方向。煤气化渣高值化利用是固废性能开发的主要形式,可降低生产成本,减少环境污染,并且煤气化渣的特性显示煤气化渣是错位的资源,适度开发其在高值化方面的应用,可实现煤气化渣变废为宝。

混合导体陶瓷膜及其膜反应器的研究进展

重点介绍了用于氧气、氢气以及二氧化碳分离的混合导体陶瓷膜和对应的典型膜反应器,分别关注了不同致密陶瓷膜的分离机理、材料、结构和膜反应器的应用实例。对混合导体陶瓷膜及膜反应器的应用前景和发展方向进行了展望。

从粉煤灰提取氧化铝的技术现状及工艺进展

我国铝土矿资源匮乏且品位低,面对日益上涨的铝资源需求,从高铝粉煤灰中提取氧化铝成为一条有效的缓解途径,既可以高值化利用粉煤灰,降低环境危害,同时也可以保障我国铝资源的安全。主要介绍了从粉煤灰提取氧化铝的技术进展,总结了碱法、酸法、酸碱联合法及其他方法的工艺流程、原理及不足之处,指出了制约其工业化进程的关键问题,最后对从粉煤灰提取氧化铝的发展做了展望,以期为相关研究提供参考。

燃煤烟气协同脱硫脱硝技术研究进展

介绍了氧化吸收法协同脱硫脱硝、络合吸收法协同脱硫脱硝、还原吸收法协同脱硫脱硝、等离子体法协同脱硫脱硝、固相吸附再生法协同脱硫脱硝等方法的工艺特征及研究进展,分析了各工艺的优势与不足,并对未来烟气多污染物协同治理进行了展望。

粉煤灰基厚型钢结构防火涂料的制备工艺

目前粉煤灰空心微珠(FAC)在防火涂料中的应用主要采用小粒径部分,大粒径FAC由于易破碎的特点少有利用。为了提高FAC的综合利用率,提出了一种对大粒径FAC进行处理和利用的工艺。通过对大粒径FAC进行球磨、焙烧分解、酸浸、碱溶,制备出硅酸钠溶液并副产氢氧化铝,分别作为防火涂料中无机粘结剂和阻燃剂使用,并确定了厚型钢结构防火涂料的基础配方,同时研究了试验条件对Al_(2)O_(3)浸出率和硅酸钠溶液中SiO_(2)含量的影响。试验结果表明:该工艺是一种资源利用率较高的工艺方案,所制备的防火涂料性能较好。

粉煤灰空心微珠强化厚型钢结构防火涂料的制备及性能

将小粒径粉煤灰空心微珠(FAC)作为隔热填料掺入厚型钢结构防火涂料中,研究了FAC掺量对涂料理化性能及耐火性能的影响。结果显示:FAC掺量为8%时得到的防火涂料整体性能最优,灼烧3 h的背温低于市售防火涂层。利用数据模型对防火涂料耐火试验过程参数进行计算,求得固定和平均这2种形式的等效热阻,再以其模拟钢构件受火过程的温升情况,结果与实测基本一致。探讨了涂层表现出耐火性的原因。

陶瓷碳酸盐双相膜分离CO_(2)的研究进展

致密陶瓷-碳酸盐双相膜能够在高温下直接分离CO_(2),从而节省了大量负载能,使其在CO_(2)分离领域具有极大潜力.本文重点介绍了用于CO_(2)分离的陶瓷-碳酸盐双相膜的材料、分离机理和特点,总结了该膜在CO_(2)分离领域的研究进展.对该膜未来的研究和发展方向进行了展望.

用于H_(2)分离的致密金属膜的研究进展

重点介绍了金属钯膜和镍膜这两种最具代表性的致密金属H_(2)分离膜的分离特点和研究现状,对比分析了两种膜在高温H_(2)分离过程中各自的优劣,还阐述了致密金属膜反应器同步制氢和分离氢的概念和研究进展。对致密金属膜工业应用过程存在的问题和未来的优化发展方向进行了讨论和展望。

硅橡胶的共混改性与应用研究进展

硅橡胶(Silicone Rubber)由于结构及组成的特殊性,硅橡胶材料集中了无机物与有机物的特性及功能,具有许多其他材料所不能同时具备的优异性能,广泛应用于航空航天、化工等工业以及医疗卫生、日常生活等各个领域。但硅橡胶在力学性能等方面存在一定的不足,并且机械强度低、回弹性差和压缩永久变形大等缺点限制了其在更广泛领域中的应用。随着科学技术的发展,人们对材料的性能提出了更高的要求,本文叙述了对硅橡胶进行共混改性来提升其各方面的性能及其各方面的应用。

硅基多孔材料的表征及其对SO_2的吸附性能

为增强火山灰反应的强度,提高对SO_2的脱除性能,以粉煤灰为原料采用两步水热合成法制备硅基多孔材料,并对制备的材料进行表征.结果表明:硅基多孔材料整体呈无序形态,主要成分为水化硅酸钙和Ca CO_3,属于无定型的非晶相物质;由C、O、Si、Na、Ca等元素构成,主要以SiO_3^(2-)、CO_3^(2-)的形式存在;呈蜂窝和玻璃纤维的网状结构,内部空隙发达,比表面积较大,且存在有大量的吸附水和结合水.利用固定床反应器测定了硅基多孔材料对SO_2的吸附性能,在入口ρ(SO_2)为1 200 mg/m3、吸附温度为50℃、SO_2含氧量为9%、粒度为200目(0. 075 mm)的条件下,SO_2的吸附量可达24. 87 mg/g,脱硫率可达100%,与钙基吸附剂相比吸附量提高了74%;将吸附SO_2后的硅基多孔材料在700℃下焙烧3 h,可以继续吸附SO_2,重复使用率可达72. 24%.由于SO_2在脱除过程中存在一定的化学反应,含氧量的增加能够提高其对SO_2的吸附量.研究显示,硅基多孔材料脱除SO_2的过程是由物理吸附和化学反应相结合的结果,其中由于制备的硅基多孔材料具有较大的比表面积和较为丰富的孔结构,有利于物理吸附;同时,在两步法制备硅基多孔材料的过程中使火山灰反应得到增强也同样提高了SO_2与硅基多孔材料的化学反应,进而增强了化学吸附的效果.

基于氢键交联的网络状聚合物粘结剂在锂离子电池微米硅负极中的应用

硅具有极高的理论容量,被认为是最具前景的锂离子电池负极材料。然而硅负极锂离子电池目前还不能商业化应用,主要原因是硅在嵌/脱Li+过程经历剧烈的体积变化,导致电极粉碎。性能优良的粘结剂能够限制硅负极体积变化导致的电极粉碎。合成了一种葡聚糖-异氰酸酯-脲基嘧啶酮(DEX-Upy)的聚合物,并与聚丙烯酸(PAA)物理混合,制备了一种通过氢键交联的网络状聚合物粘结剂PAA-DEX-Upy。此聚合物粘结剂通过网状结构及其极性基团与硅颗粒相互作用共同限制微米硅负极粉碎。PAA-DEX-Upy相比于DEX-Upy和PAA电极表现出良好的循环性能,并且微米硅负极具有较高的首次库仑效率。以成本较低的微米硅作活性材料,更利于商业化应用。

焦化厂非常规污染物排放特征及臭氧生成潜势分析

选取某湿法熄焦焦化厂,通过苏玛罐采样、气质联用(GC/MS)分析,研究了各工段挥发性有机物(VOCs)的排放特征,并对臭氧生成潜势(OFP)进行了计算。结果表明:炼焦工艺过程中脱硫入口、装煤排放口、焦炉烟囱、袋式除尘出口、焦炉顶5个采样点共检测出59种VOCs,总挥发性有机物(TVOCs)分别为7228.5、2634.5、815.0、392.1、12749.8μg/m^(3);各采样点VOCs成分谱均以卤代烃和芳香烃为主,其中苯、萘为主要特征污染物;基于最大增量反应活性(MIR)法计算,脱硫入口、装煤排放口、焦炉烟囱、袋式除尘出口、焦炉顶的OFP分别为6727.36、5784.71、1521.37、739.23、33867.22μg/m^(3),其中芳香烃对OFP的贡献最大,贡献率分别达到58.00%、86.09%、34.05%、50.86%、97.03%。焦炉顶VOCs排放浓度及OFP均为最高,应重点加强管控治理。

多孔硅制备研究进展及其在锂离子电池方面的应用

多孔硅具有比表面积大、发光性能良好等特点,目前对于多孔硅的研究已经涉及到生物与化学传感器、药物递送、光催化、能源等领域。多孔硅中的孔隙可有效缓解硅在锂化时的体积膨胀,缩短锂离子从电解液向硅本体扩散的距离,促进高电流密度下的充放电过程。因此,多孔硅在储能领域得到了广泛研究与发展。但是一些挑战仍然存在,如制备成本、刻蚀机理、多孔结构的调控、多孔硅的电化学性能等还不能满足商业化应用的要求。本文对目前国内外多孔硅制备方法的研究进行了综述,并详细介绍了多孔硅在锂离子电池领域的应用。最后,对多孔硅材料在储能领域的发展进行了展望。

分子筛材料在VOCs吸附中的研究进展

挥发性有机化合物(VOCs)的大量排放对我国大气环境已造成严重污染。本文综述了针对工业VOCs排放浓度低、风量大、含水等特点,分子筛作为较成熟的吸附材料在VOCs吸附处理中的应用。影响分子筛吸附VOCs的因素有孔径结构、表面性质、疏水性等。研究表明,与吸附质动力学尺寸相匹配的孔径和具有多级孔的分子筛吸附性能优良,引入适宜补偿阳离子也可加强吸附。文中指出:提高硅铝比或硅烷化改性来提高分子筛疏水性以及免除模板剂使用,降低成本,减小污染成为当下发展主流;在制备方法上打破传统水热合成法,使用固相法、微波辅助、晶种导入来降低能耗,实现绿色合成已成为新兴话题;研发多功能整体式材料以及吸附法和多种方法相结合来处理VOCs已成为未来发展趋势。

影响火花放电原子发射光谱法测定铝锭中杂质元素准确性的研究

采用火花放电原子发射光谱法测定内蒙古准格尔煤田高铝粉煤灰中提取的铝锭中Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、Ga、Ti、Ni、Cr、V等杂质元素含量,考察了样品制备、分析过程、仪器附件等三个方面对直读光谱仪检测准确性的影响。结果表明,样品平整度及温度、类型标准化及测样位置以及氩气和电极都会对测试准确性产生较大影响,得出直读光谱仪的最佳测试条件为:样品表面光滑、平整,温度为20~30℃;电极清理频率为1次/样品,且电极极间距为3 mm;氩气纯度≥99.999%、氩气输出压力为0.25~0.30 MPa。在最佳测试条件下,火花放电原子发射光谱法测定铝锭中杂质元素的测定值与标准值基本一致,测定准确性可满足实际生产需要。

焦化厂VOCs的臭氧生成潜势及二次有机气溶胶生成潜势分析

焦化厂因其工艺特殊,SO、NO、颗粒物及VOCs的排放问题较为突出。故对焦化厂厂界环境空气VOCs排放特征进行分析,并依据最大增量反应活性(MIR)法和等效丙烯浓度(PEC)法对VOCs的臭氧生成潜势(OFP)进行评估,依据气溶胶生成系数(FAC)法对VOCs二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)进行评估。结果表明:1)厂界上、下风向5个点位共分析出包括芳香烃、卤代烃、烯烃、硫化物、酮类在内的17种VOCs;2)不同区域厂界检出的VOCs差异显著,总质量浓度为28.2~167.9μg/m^(3),其中芳香烃在各点位TVOCs中占比最大,达到51.01%~84.63%;3)脱硫提盐冷鼓区域边界OFP最大,理论值为335.51μg/m^(3),办公生活区边界OFP最小,理论值为47.06μg/m^(3),芳香烃对OFP贡献率为27.21%~62.37%,烯烃为39.17%~61.84%,卤代烃为2.08%~14.56%;通过PEC法估算OFP,结果变化趋势与MIR法结果相一致,等效丙烯浓度为3.11~31.89μg/m^(3);且1—5点位芳香烃的等效丙烯浓度贡献率分别为37.10%、51.46%、66.79%、58.80%和22.74%;4)1—5点位SOAFP分别为0.452,0.938,2.517,4.055,0.495μg/m^(3);芳香烃对SOAFP贡献最大。丙烯、甲苯、二甲苯、氯乙烯等质量浓度和反应活性均较大的物质,是需要优先控制的VOCs组分,可作为焦化厂环境空气VOCs的标志物。