矿物质氧化物对燃煤烟气中砷/铅的吸附特性研究

选取典型的矿物质氧化物为吸附剂，在两段式固定床反应器中研究了模拟烟气气氛下吸附剂吸附As₂O₃、PbO的特性，吸附反应的原子态密度、吸附位、吸附能等通过密度泛函理论（DFT）计算获得。结果表明，CaO的砷吸附容量最大，900 ℃吸附砷容量为5.25 mg/g；其次是Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃，吸附的砷以As³⁺和As⁵⁺的砷酸盐形式存在，高岭土和飞灰具有较大的PbO吸附容量，最大吸附容量分别为6.69和2.75 mg/g；其次是SiO₂和Al₂O₃，并且50%SiO₂/50%Al₂O₃ 混合吸附剂的铅吸附容量高于单一氧化物，吸附剂表面O原子是As₂O₃的吸附活性位点，吸附剂暴露的不饱和Si和Al原子是PbO的吸附活性位点，此外温度、烟气气氛对吸附容量和吸附产物有显著影响。     

碱活化高岭土对亚甲基蓝的吸附研究

本研究通过碱活化的方法对天然高岭土进行改性,制备高岭土基吸附剂,通过静态吸附实验考察了其对亚甲基蓝的吸附行为。实验结果表明:与天然高岭土相比,碱活化高岭土的结构发生了明显改变,进而影响了其吸附亚甲基蓝的性能。该吸附过程可以用伪二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型来描述。由吸附热力学可知,该吸附过程可以自发的进行且为吸热过程。     

燃烧过程中碱/碱土金属对重金属迁移转化影响的研究进展

碱/碱土金属广泛存在于各种固体燃料中，在燃烧过程中碱/碱土金属与燃料中重金属及其他矿物发生复杂的物理化学反应，从而影响重金属的迁移和转化。本研究主要介绍了碱/碱土金属对As、Se、Pb和Cr四种重金属迁移转化的影响规律，包括碱金属和碱土金属对重金属迁移转化的影响，颗粒物团聚与黏结对重金属排放的影响三个方面。碱/碱土金属能够抑制重金属的挥发：碱金属与Cl元素的结合，降低了PbCl₂的生成；碱金属的存在有利于提升高岭土对Pb的吸附效率；碱/碱土金属可以与As和Se形成稳定的化合物。但同时需要注意碱/碱土金属与Cr的部分结合产物中，Cr以六价态存在，具有较高的毒性。碱/碱土金属对于团聚现象发生，分别起到了促进和抑制作用，适当含量的碱金属有利于减少重金属的释放。通过总结碱/碱土金属对重金属迁移转化的影响规律，以期为降低重金属的危害提供思路。     

离子交换剂应用文摘

用重量分析法试验测定乙胺在二种H型离子交换剂(同质凝胶型和双孔的MR型)上的吸附平衡等温线和动力学数据。根据酸—碱中和反应,气体胺被吸附在干树脂上,并且饱和交换容量与树脂的交换容量相一致。对于凝胶型树脂来说,平衡是不利的,在上面的试验范围内等温线几乎是线性的。动力学数据也反映出二种吸附剂之间在结构上的差异。在MR型树脂     

钙基类吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究

用恒温水浴中汞渗透管的汞蒸气发生装置和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件，在小型固定床试验台上开展钙基类物质作为吸附剂脱除单质汞的试验研究。结果表明，无SO2时，两种钙基吸附剂以及飞灰和熟石灰混合物对单质汞的吸附效率不高；当SO2存在时，对单质汞的脱除效率可增加15％～20％，30min时吸附量可增加50％以上，且吸附在较高温度下更有利。其原因在于SO2同钙基吸附剂之间的化学反应，在钙基物质表面产生了活性区域，有利于提高对Hg0的捕捉效率，化学吸附起到了促进吸附的作用。     

煤系高岭土的DTA特征

利用程序升温热分析法得到煤系高岭土在不同气氛下的ＴＧ／ＤＴＡ谱图。通过比较煤系高岭土与普通高岭土的ＴＧ／ＤＴＡ谱图，可以发现：在惰性气氛下煤系高岭土的ＤＴＡ谱图与普通高岭土的谱图基本一致；而在空气气氛下，由于煤的燃烧反应致使煤系高岭土的吸热谷被部分或全部遮盖，另外在３００℃左右有弱的放热峰出现。比较煤系高岭土与普通高岭土的吸热谷特征可以得出煤系高岭土的结构完整性与结晶度较差。     

大网格吸附剂提取头孢氨苄

本文研究了用大网格吸附剂提取头孢氨苄的方法，包括吸附剂和解吸剂的筛选，吸附条件和解吸条件的考察。确定了用H—103型树脂在pH5、流速1／10（V／V／min）条件下吸附；用50％丙酮在pH1．5、流速1／30（V／V／min）条件下解吸。吸附容量可达75mg／ml，是国内报道过的CAD—40的3倍，是国外报道过的DiaionHP－20的3．8倍，解吸率可达92％以上。     

热煤气脱硫工艺基础特性研究

本文介绍了在加压流化床脱硫间歇试验装置上进行的热煤气脱碱工艺基础性研究结果，利用美国ＵＣＩ公司制备的高温钛酸锌脱硫剂研究了反应温度，压力，气体速度等因素对煤气脱硫过程的影响；     

甲磺酸气体与碳酸钙和高岭土颗粒物的非均相反应

使用漫反射红外傅立叶变换光谱(diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy,DRIFTS)和离子色谱(ion chromatography,IC),研究了甲磺酸气体与CaCO3和高岭土颗粒物的非均相反应.研究表明,这两个反应都在颗粒物上生成了甲磺酸根离子(methanesulfonate MS-),这同甲磺酸气体与NaCl和实际海盐颗粒物的反应一致.当甲磺酸气体的浓度为1.34×1013 molecules·cm-3时,甲磺酸气体与CaCO3颗粒物反应的摄取系数为(1.21±0.06)×10-8(1σ),与高岭土颗粒物反应的摄取系数为(4.10±0.65)×10-10(1σ).这两个反应的摄取系数都明显低于相应的甲磺酸气体与NaCl和实际海盐颗粒物反应的摄取系数.     

大网络吸附剂提取头孢氨苄

本文研究了用大网格吸附剂提取头孢氨苄的方法，包括吸附剂和解吸剂的筛选，吸附条件和解吸条件的考察。确定了用Ｈ－１０３型树脂在ｐＨ５、吸附条件和解吸条件的考察。确定了用Ｈ－１０３型树脂在ｐＨ５、流速１／１０（Ｖ／Ｖ／ｍｉｎ）条件下吸附；用５０％丙酮在ｐＨ１．５、流速１／３０（Ｖ／Ｖ／ｍｉｎ）条件下解吸。吸附容量可达７５ｍｇ／ｍｌ，是国内报道过的ＣＡＤ－４０的３倍，是国外报道过的Ｄｉａｉｏｎ ＨＰ－３．     

工业废碱催化剂MA与煤混合浸渍干燥的研究

以转筒干燥方式考察了福建无烟粉煤与工业废碱催化剂MA同时进行混合浸渍与干燥脱水的过程，讨论了煤的粒径，干燥温度，时间、气速、转筒转速、催化剂含量和转筒处理量等因素对煤与催化剂混合浸渍与干燥过程的影响。研究表明采用转筒干燥的方式,进口干燥空气温度在80 ℃～160 ℃、转筒处理量为214 kg/m3·h～1834 kg/m3·h、干燥气速0.12 m/s～0.30 m/s、干燥时间20 min内，混合物料的湿含量可降至<5%，且催化剂与煤浸渍充分均匀，满足流化床操作的要求，实现了最佳的催化气化效果。基于实验数据拟合了煤和废碱催化剂转筒干燥的传热系数方程，通过物料与能量衡算，模拟了混合物料连续干燥时沿转筒的湿含量的变化。     

Application of Thermogravimetry and Differential Thermal Analysis in Catalytic CVD Synthesis of Carbon Nanotubes

Multi-walled carbon nanotubes (MW-CNTs) were prepared by chemical vapor deposition (CVD) method with the decomposition of acetylene over Co/SiO2 catalyst. TG-DTA technique was used together with TEM and XRD to study the effect of reaction temperature on the composition, graphitized extent, and diameter distribution of the produced raw CNTs based on their oxidization resistance. During the decomposition, the micro-crystallite of the active constituent (Co/SiO2) were growing up as the reaction temperature rising. This in turn resulted in an increase of the diameter distribution range of produced MW-CNTs. The average diameter increased from 20~30 nm (650℃) to 30~50 nm (750℃). XRD results also showed the graphitized extent of MW-CNTs was enhanced meanwhile the spacing between the layers (d002) decreased from 3.45 (650℃) to 3.32 (850℃) with the reaction temperature raised. TG-DTA data showed that the exothermic peak of the amorphous carbon was below 380℃and its content would decrease as temperature increasing. In summary, for CVD production of CNTs using acetylene gas on Co/SiO2 catalyst, low temperature (about 650℃) favored producing thinner MW-CNTs with the diameter from 20 to 30 nm while higher temperature (about 850℃) is favored thicker MW-CNTs (diameter from 70 to 100 nm).     

CuO/SC低温催化氧化脱除烟气中的NO

以活性半焦为载体,采用等体积浸渍硝酸铜溶液制备CuO/SC催化剂低温脱除模拟烟气中的NOx,利用BET、XRD和SEM等方法对CuO/SC催化剂进行了表征,采用固定床反应器测定了CuO/SC催化剂的脱硝活性,考察了CuO负载量、反应温度、空速、O2浓度和H2O浓度对CuO/SC脱硝率的影响。结果表明,当CuO/SC催化剂的载铜量为1%、温度70℃、空速1000h-1、O2浓度5%时,脱硝效果最好;并且分析了水蒸气对催化剂脱硝性能的毒化作用,当水蒸气存在时,穿透时间由15h缩短为9.5h。     

催化水解-氧化耦合一步法脱除二硫化碳的研究

考察了低温下一步催化脱除二硫化碳的可行性，通过无氧,有氧试验设计, 对反应产物进行分析,推断出一步催化脱除二硫化碳的宏观反应历程。同时分析了温度、空速、硫密度、相对湿度、氧硫比等不同因素对催化脱除二硫化碳的影响。试验结果表明，催化水解－氧化耦合一步法脱除二硫化碳的反应，在130 ℃，相对湿度1.5％，氧硫比2 600 h－1下该催化剂工作硫容可达到2.64 mg/g。通过测定反应前后催化剂碱性的变化和反应后硫酸根离子的质量分数。认为催化剂的硫酸盐化是造成催化剂失活的主要原因。     

碳化钼催化剂加氢脱氮性能研究

MoO3在CH4/H2气氛中程序升温还原碳化反应制备了Mo2C催化剂,用XRD、BET、SEM、XPS进行了表征。以吡啶/环己烷溶液为模型化合物,在高压微反装置上评价了碳化钼催化剂的吡啶加氢脱氮性能。结果表明,MoO3在CH4/H2气氛中程序升温至675℃可制得高纯度的β-Mo2C,SEM表征其形貌为板块状颗粒,平均粒径约3.9μm,比表面积达到了10.7m2/g,高于其前驱体MoO3 的2.7倍。在反应压力3.0MPa,空速为8h－1,H2/原料液体积比为500∶1,体积分数为5%的吡啶/环己烷溶液中,碳化钼催化剂在340℃下的吡啶加氢脱氮转化率达到了86.30%,高于相应MoS2约8%。随还原碳化温度的升高,碳化钼催化剂的比表面积降低,表面积炭增多,导致其吡啶加氢脱氮活性下降。确定的碳化钼催化剂的合成条件以还原碳化温度675℃、还原碳化气体空速1.8×104h－1左右较为适宜。     

某复杂铝土矿中高岭石与一水硬铝石的分离方法问题研究

研究了某低品位复杂铝土矿中高岭石与一水硬铝石矿物相分离的传统选择性溶剂(HF溶液)的不适应性问题。物质组成分析指出,由于此类物料中伴生有含钠(钠长石)和含镁(铁质角闪石)等脉石类矿物,所以在用HF溶液浸取高岭石的反应过程中,与Al 3+同步进入浸出液中的Na+和Mg2+等,又与F-反应,形成NaMgAlF6·xH2O次生沉淀,且其与一水硬铝石矿物相一并留于余渣中,而直接干扰测定。因此,对H2SO4溶液作为选择性溶剂的可替代性问题进行了验证。结果表明:试样于500℃预焙烧后,用H2SO4(12mol/L)溶液沸水浴浸取分离高岭石,于余渣中测定一水硬铝石,可获得比较满意的结果。同时,对钠长石等其它含铝矿物干扰测定的校正方法问题,也进行了探讨。     

羟基磷灰石负载Ni催化剂中Ni含量对催化甲烷二氧化碳重整制合成气性能的影响

以低温沉淀方法制备的羟基磷灰石(HAp)为载体,采用浸渍法制备了一系列不同Ni含量的Ni/HAp催化剂,并采用BET、H2-TPR、XRD、SEM、FT-IR、TEM和TG-DTA技术对催化剂进行了表征。结果表明,NiO含量为13%的催化剂表现出最好的催化甲烷二氧化碳重整制合成气活性,在850℃、空速3.6×104mL/(h·gcat)的反应条件下,甲烷和二氧化碳的转化率在10 h内分别稳定在72%和83%。这主要归因于催化剂中金属和载体之间的强相互作用。虽然反应后的催化剂表面有少量的积炭,但这些积炭多以丝状炭存在,并不会影响催化剂的活性和稳定性。     

新疆高碱煤分选组分中碱性矿物赋存及差异演化研究

以新疆五彩湾高碱煤为原料,通过有机重液浮选和理化分析及热力学模拟解析活性矿物质热演化特性。结果表明,五彩湾煤以密度在1.40-1.50 g/cm~3的组分为主(质量分数超过70%)。可溶性Na和K等主要存在于较低密度组分(-1.40 g/cm~3)中;在高密度(+1.50 g/cm~3)组分中发现了以硅铝酸盐形式存在的碱及碱土金属(AAEMs)。Ca主要以方解石形式存在,伴随高岭土和石英富集在高密度组分中。在低温(500℃)灰化时少量Na释放,大量可溶钠盐的残留导致各分选组分中Na的扩散量相差不大。在815℃热处理温度下,低密度组分中大部分Na挥发到气相中;高密度组分中的部分碱金属可被黏土(高岭土)和石英等矿物质捕获,抑制其释放。Fact Sage热力学模拟发现,温度低于550℃时Na盐仍稳定存在于灰中;温度高于550℃时Na盐开始挥发,同时部分Na向NaAlSiO_4转化;在约620℃时,Na盐消失,同时NaAlSiO_4的含量逐渐趋于稳定。SiO_2含量的差异显著影响含Na等矿物质的演变行为。在500-815℃,Ca以CaSO_4和硅铝酸钙的形式稳定存在,而M g则在不同形式的硅酸盐之间发生转变。     

闪蒸分离的低温液相甲醇合成的研究

为了强化传质和反应操作，同时实现反应产物与浆液的分离，使用CuCr/CH3ONa催化体系,在鼓泡浆液反应器(BCSR)、闪蒸塔(FC)和浆液循环泵组成的反应系统（BCSR FC）中考察了低温甲醇合成的反应性能。初始浆液由铜铬催化剂、甲醇钠溶液、乳化剂OP 10和液相介质二甲苯组成。在BCSR:4.2MPa～4.6MPa,110℃～120℃(反应段)100℃～110℃(扩大段),入口气速0.35cm/s～0.40cm/s;FC:0.25MPa～0.40MPa，80℃～90℃,浆液循环量50L/h下, 100h实验期间,合成气转化率、CO转化率和H2转化率分别从最高的71.0％、79.1％和67.5％降到17.8％、35.0%和12.1%。催化体系失活的主要原因是CH3ONa 和MeF反应生成甲酸钠。液体产物由DME 1.23%、甲醇79.52%、MeF 19.25%组成。甲醇＋MeF的选择性大于98％。以系统中催化剂为基准，液体产物的产率则为0.166g/gcat·h; BCSR中CuCr催化剂的液体产物的产率为0.336g/gcat·h。     

水蒸气对高岭土高温吸附铅的影响

使用沉降炉开展了水蒸气对高岭土高温吸附铅影响的实验研究，其中铅的形态为PbO和PbCl₂两种。首先研究了0-20%水蒸气对高岭土吸附PbO（1100-1300 ℃）和PbCl₂（800-1300 ℃）的影响规律，然后基于XRD、SEM和残余羟基率等分析，掌握了水蒸气影响高岭土高温吸附的机理。结果表明，水蒸气可以减少高岭土表面羟基的高温脱落，从而阻碍了PbO吸附、促进了PbCl₂吸附。综合高温下惰性莫来石的出现和高岭土孔隙结构的坍塌等因素，PbO和PbCl₂的最佳吸附温度分别为1200和1000 ℃。