燃煤锅炉SCR脱硝过程对颗粒物和痕量元素的影响

选择性催化还原（SCR）技术广泛被应用于燃煤电厂NOx减排,而SCR脱硝技术对颗粒物（PM）的影响尚不清楚。在两台300 MW煤粉锅炉机组SCR反应器的入口和出口进行了颗粒物现场采样,分析了SCR脱硝过程对PM的质量粒径分布和痕量元素含量的影响。研究结果显示,SCR脱硝过程产生NH+4,SO2+4等组分并部分转化为颗粒物,促使0.1 μm以下颗粒物团聚、长大,导致0.3 μm以下颗粒物的峰值粒径由0.1 μm增大到0.3 μm,同时使S含量显著升高,最终导致0.3 μm以下颗粒物浓度升高约30.67%。烟气中部分0.3 μm以上颗粒物在SCR反应器中受惯性碰撞作用而分离,使其浓度降低0.06%~33.11%,但峰值粒径和组成成分不变。SCR反应器入口烟气中的气态痕量元素在脱硝过程中向颗粒物转移,引起PM中痕量元素含量变化。实验条件下,经过SCR反应器后,0.3 μm以下颗粒物中Cd,As,Pb含量分别升高104.15%,12.26%和12.18%,而Cr含量降低23.38%;0.3 μm以上颗粒物中各痕量元素含量均略有升高。     

高分子絮凝剂PVX对重金属的絮凝研究

研究了高分子絮凝剂PVX(聚乙烯醇黄原酸钠),对含铅、镉、锌离子废水的絮凝性能,并在pH=6的条件下,对影响处理性能的因素(Ca~(2+)和Mg~(2+))进行探讨.研究结果表明:PVX在用量分别为40,70和100mg/L时,对1000mg/L的含Pb~(2+),Cd~(2+)和Zn~(2+)水样的最高去除率均可达到99.9%;Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在,对Pb~(2+)和Cd~(2+)的絮凝起促进作用;少量的Ca~(2+)和Mg~(2+)对Zn~(2+)的絮凝起促进作用,但大量的Ca~(2+)和Mg~(2+)对Zn~(2+)的絮凝效果降低.     

新型螯合吸附剂的制备及其对Cd~(2+)吸附性能研究

利用自制季铵型淀粉改性重质碳酸钙,制备吸附重金属Cd~(2+)的新型螯合吸附剂。通过静态和动态实验探究新型螯合吸附剂吸附性能,用原子吸收分光光度计测定溶液中Cd~(2+)的浓度。结果表明,新型螯合吸附剂对Cd~(2+)的最优静态吸附条件为:新型螯合吸附剂用量为12 g/L、时间为3 h、pH值为6.5、常温,在最优条件下吸附率为99.88%。动态吸附结果表明:通过固定床实现对重金属Cd~(2+)的吸附,可以应用到实际吸附工艺中。红外光谱分析表明:新型螯合吸附剂中重质碳酸钙表面被自制季铵型淀粉包覆。     

三联吡啶有机小分子凝胶因子的设计合成及其对Zn~(2+)、Cd~(2+)的选择性识别

设计合成了一种新型的基于三联吡啶的有机小分子凝胶因子,并用于对测试离子的荧光测试。实验结果表明,该凝胶因子的水溶液可以通过"开-关"方式对Zn~(2+)、Cd~(2+)进行选择性识别,可以通过超声刺激或加热-冷却的方式在有机溶剂中形成稳定荧光凝胶;区别于溶液态,所形成的凝胶体系可以通过荧光光谱成功地选择性识别Zn~(2+),但Cd~(2+)的加入则不能形成凝胶态,这可能是由于凝胶因子的自组装与凝胶因子和Zn~(2+)、Cd~(2+)的主客体作用产生的竞争导致了不同的传感性质。该研究为选择性传感识别金属阳离子提供一种新的研究思路。     

高碱煤燃烧过程细颗粒物排放特性

准东煤储量巨大,但由于其碱金属和碱土金属含量较高,准东煤燃烧时会生成更多的细颗粒物。在一维沉降炉上对新疆准东地区高碱煤、准南低碱煤及混煤燃烧过程细颗粒物的排放特性进行了研究,对其燃烧生成的颗粒物粒径分布、生成浓度、元素组成进行了分析,获得了高碱煤中Na,K,Mg,Ca,Fe在细颗粒物中的分布及对细颗粒物生成特性的影响。结果显示:高碱煤燃烧生成的细颗粒物主要由Na,K,Mg,Ca的硫酸盐和氧化物组成;低碱煤燃烧产生的细颗粒物量明显减少;同时发现了低碱煤的掺烧有明显降低细颗粒物生成量的协同效应,Ca,Fe在混烧降低PM_(10)过程中起到了重要作用。     

苯乙烯磷酸及其衍生物的研究

苯乙烯磷酸是锡矿物有效螯合捕收剂。为了使苯乙烯磷酸在矿物浮选方面得到广泛应用,以及进一步开拓苯乙烯磷酸类的新的螯合捕收剂,我们对苯乙烯磷酸进行了化学修饰,在其分子上引入含有氨基、羧基或酰胺键等配位基团。为此目的。我们先合成了三种新的苯乙烯磷酸螯合捕收剂,并探索了这四种螯合捕收剂对Sn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Mn~(2+)、Fe~(3+)和Bi~(3+)等六种金属的捕收能力。     

Ca2 在粗细粒辉钼矿表面吸附及对可浮性影响

为了探明Ca~(2+)对粗细粒辉钼矿浮选行为和吸附特性的影响,通过纯矿物浮选试验,采用Zeta电位测试、Ca~(2+)溶液化学分析、XPS等手段探讨了Ca~(2+)在粗细粒辉钼矿表面吸附及对可浮性的影响。矿浆中Ca~(2+)会明显恶化辉钼矿的浮选效果,且对细粒级影响更加明显;在浓度为0.01mol/L Ca~(2+)溶液体系中,pH<12.39时,主要以钙离子和羟基钙离子形式存在,排除了Ca(OH)2沉淀罩盖纯矿物表面造成辉钼矿回收率下降的影响因素;经Ca~(2+)作用过的辉钼矿表面电位绝对值显著变小,证明Ca~(2+)在辉钼矿表面发生了较强的吸附。此外,XPS谱图分峰处理结果表明,细粒级辉钼矿表面CaMoO4相对含量较粗粒高出1.15倍。钙离子对细粒辉钼矿可浮性恶化更加明显,是由于Ca~(2+)在辉钼矿"棱"面发生了化学吸附反应,在其表面形成CaMoO4亲水薄膜,降低了矿物可浮性。     

广西田东天然钙基膨润土对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

为开发天然钙基膨润土在处理含铜废水和铜污染土壤修复方面的应用,以广西田东天然钙基膨润土为原料,采用批式吸附试验考察不同温度下膨润土用量、初始pH和溶液初始浓度对Cu~(2+)吸附效果的影响,研究膨润土对Cu~(2+)的吸附过程动/热力学特征。当膨润土用量为5 g/L、初始pH值为5,温度为35℃和Cu~(2+)初始质量浓度为300 mg/L时,膨润土对Cu~(2+)饱和吸附量为42.84 mg/g;热力学计算结果表明,吸附是自发、吸热的过程;准二级吸附动力学方程和Langmuir吸附等温线拟合结果表明,膨润土对Cu~(2+)的吸附为单分子层吸附、以化学吸附为主;结合平衡时溶液中Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+浓度变化规律及吸附前后层间距变化,证实主要吸附类型为离子交换吸附。天然钙基膨润土对Cu~(2+)的吸附效果较好,在含铜废水处理和铜污染土壤修复领域是一种经济环保且有应用前景的非金属矿物材料。     

酸改性对膨润土结构及重金属吸附性能的影响

以盐酸、醋酸和磷酸为改性剂,对膨润土进行酸改性。借助扫描电镜和X射线衍射分析,研究了酸的种类对膨润土微观结构的影响;采用批量吸附试验,对比经不同酸改性前后膨润土对重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)、Ni~(2+)和Zn~(2+)的吸附性能。结果表明:在对膨润土进行酸改性处理时,酸的种类对酸处理后膨润土的微观结构及重金属吸附性能有显著影响。醋酸改性使膨润土的层间距增加较盐酸和磷酸显著。盐酸、醋酸、磷酸改性处理均会导致膨润土对Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)、Ni~(2+)和Zn~(2+)的吸附能力出现不同程度的降低,其中,经磷酸处理后,膨润土对Zn~(2+)的吸附容量从原来的21.02 mg/g骤降至1.59 mg/g。     

黏土中层状硅酸盐矿物对聚羧酸减水剂的吸附

采用凝胶渗透色谱分析和比较了高岭土、伊利土、蒙脱土对聚羧酸减水剂(PCE)的吸附量。结果表明,蒙脱土对PCE有强吸附作用。当PCE为2.00 g/L的标准掺量时,蒙脱土的吸附量为7.18 mg/g,而高岭土和伊利土的吸附量仅为2.01 mg/g和4.59 mg/g。并且蒙脱土的吸附量随PCE质量浓度的增大和温度的提高而快速增大。碱性条件3种矿物的吸附量减小,其中蒙脱土表现尤为明显。体系中Ca~(2+)、Mg~(2+)特别是Mg~(2+)的存在会明显增大蒙脱土对PCE的吸附量,但对高岭土和伊利土的吸附量没有明显影响。     

高分子抑尘剂对褐煤矿场细颗粒物的抑制特性

为减少褐煤矿场中无组织排放的细颗粒物进入大气,避免其对人体健康、生产安全和大气环境造成严重危害,选取聚丙烯酸乳液、瓜尔豆胶、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠4种高分子单体,通过结壳硬度衰减实验筛选得到性能优良的单体瓜尔豆胶。以表面张力和接触角实验比较吐温-20、曲拉通X-100、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠 4种表面活性剂溶液对褐煤颗粒的润湿性能,实验发现非离子表面活性剂曲拉通X-100对褐煤粉尘的润湿性能最优。将高分子单体瓜尔豆胶复配以表面活性剂曲拉通X-100,开发得到一种褐煤矿场专用的结壳型抑尘剂。通过抗风蚀性能实验,考察不同单体浓度、不同风速条件对固化层风蚀后颗粒物数量浓度和粒度分布的影响,优选出最佳抑尘剂配方为质量分数0.7%的瓜尔豆胶和0.1%的曲拉通X-100。该抑尘剂可使煤堆表面固化形成具有一定厚度和强度的防护层,10 d后固化层硬度仍可达61.43,能抵抗15 m/s风速侵蚀而不受影响,足以应对北方大风天气。细颗粒物数量浓度降低至3.69×105 cm-3,颗粒物数量浓度峰值出现在0.85 μm左右,低粒径段颗粒物抑制效率总体由30.1%提高至94.4%,粒径0.1 μm左右的细颗粒物抑制效率增幅达到64%。实验结果表明,该抑尘剂对细颗粒物的抑制效果明显,是适合褐煤矿场专用的原材料易得、环保高效的抑尘剂。     

Fe~(3+)对黄铜矿与铁闪锌矿分步浸出的影响机制

采用微生物冶金方法对黄铜矿与铁闪锌矿的共生矿物进行了分步浸出研究。嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillus ferriphilum)浸出体系中,通过改变外加Fe~(3+)浓度,分析了浸出过程中溶液电位、铜铁离子浓度的变化情况,考察了Fe~(3+)浓度对铜铁分步浸出的影响。结果表明,外加0.06 mol/L Fe~(3+)浸出3 d,锌浸出率从5.630%提高至16.288%,铜浸出率从2.372%提高到10.731%;浸出初期外加适量Fe~(3+)有利于铁闪锌矿优先溶解;外加大量Fe~(3+)时,对铜铁浸出均有明显促进作用,但二者分步浸出趋势减弱;外加Fe~(3+)可加速元素硫的氧化,削弱浸出过程中硫膜对矿物浸出的阻碍,同时降低溶液p H值,加速矿物浸出;但Fe~(3+)浓度过高时,大量黄钾铁矾的生成阻碍了矿物溶解。     

燃煤电厂脱硝工艺对其粉煤灰性质的影响

脱硝是治理燃煤产生NOx污染的重要技术手段,为了提高脱硝后粉煤灰的建材资源化利用水平,以脱硝与未脱硝粉煤灰为研究对象,利用水泥化学分析方法、XRD分析仪和激光粒度仪等手段研究其化学组成、矿物组成和粒径分布等基本性质的变化规律,并分析了脱硝后含氮物质在粉煤灰中的含量和存在形式。结果表明,正常脱硝工况下,粉煤灰粒径较脱硝之前有所增大,而对化学组成、矿物组成、p H值和需水量比等性质几乎无影响;脱硝后的粉煤灰强度活性指数较未脱硝降低不明显,脱硝对火山灰活性影响很小;脱硝后粉煤灰中含氮物质主要为粉煤灰吸附的脱硝剂NH3和残留脱硝副产物NH4HSO4、(NH4)2SO4,其量与反应器氨逃逸水平和SO2浓度有关。     

煤矿安全技术基本知识讲座

矿物微粒总称为矿尘。煤矿的矿尘包括煤尘和岩尘两种。长时间悬浮在空气中的矿尘叫浮尘;沉降下来的矿尘叫落尘。表示矿尘大小的量叫矿尘粒度(矿尘的平均直径),其单位为微米(1微米=1/1000毫米)。在矿井单位体积空气中悬浮的矿尘量叫做矿尘浓度(含尘量)。其表示方法为毫克/米~3,即在1米~3空气中含有浮尘的毫克数。煤矿保安规程规定矿尘的允许浓度为:岩尘不得超过2毫克/米~3,煤尘不得超过10毫克/米~3。     

大洋富钴结壳对重金属阳离子吸附性能的研究

研究考察了大洋富钴结壳对/几种重金属阳离子的吸附行为。结果表明,在pH 1.5～2.0的范围内,大洋富钴结壳对Pb~(2+)具有较强的选择性吸附作用,而对Co~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)Ni~(2+)和Mn~(2+)的吸附均较弱;当pH>2.0以后,大洋富钴结壳对上述重金属阳离子均具有较强的吸附作用。人工模拟混合废水的吸附试验也验证了单一废水的试验结果。大洋富钴结壳对Ph~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Mn~(2+)的吸附容量(mg/g富钴结壳)分别约为232、39、61、85、52、48和39。     

散料表层渗透固化机理及技术应用研究

基于表层渗透固化方法,以天然淀粉为主要原料,通过催化氧化改性制备固化抑尘剂。比较了添加表面活性剂对固化抑尘剂不同粒度煤料渗透性的影响,考察了固化抑尘剂的温度适应性、稳定性;在神朔运煤铁路线进行了抑尘剂喷洒固化试验和应用,结果表明：基于表层渗透固化方法研制的淀粉基固化抑尘剂喷洒在煤散料表层可形成抑尘固化壳层,能够防止列车运煤过程中煤料散失,喷洒固化抑尘剂后,显著降低了运煤列车通过隧道时隧道内的煤粉尘浓度,隧道内煤粉尘浓度由256.4 mg/m3降低到30.5 mg/m3,喷洒固化抑尘剂对煤质无影响。     

煤矿区地下水常规离子定量化来源解析

为了阐明任楼煤矿地下水系统水化学组成控制因素以及常规离子的定性与定量来源,对4个含水层水样主要离子浓度进行了一系列的统计分析(相关性分析、因子分析以及Unmix模型分析)。结果表明,矿区不同含水层系统的水样主要离子浓度互不相同,水化学类型主要为Na-Cl型。相关性分析显示:Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Na~++K~+和HCO_3~-存在同源的关系,且2组离子在含水层系统中还存在此消彼长的关系。通过因子分析确定了硅酸盐矿物的风化(源1)和蒸发矿物的溶解(源2)为控制矿区地下水化学组成的2个主要源,且EPA Unmix模型定量分析显示源1对煤系的贡献率>80%,源2对太灰和奥灰的贡献率分别>50%和>60%。     

综采工作面粉尘粒径分布的数值模拟

建立了描述综采工作面平均浓度分布和粒径分布的数学模型,应用龙贝格积分法对积分方程进行了离散化,编制了模拟计算综采工作面平均浓度分布和粒径分布的计算机程序,对实测工作面进行了模拟计算,并与实测结果进行了对比,分析了影响工作面粉尘分布的影响因素。数值模拟结果表明,工作面粉尘浓度分布与粒径分布的计算值与实测值比较一致,程序的可靠性较高;降低尘源产尘的微细粉尘含量和提高工作面平均风速可以显著降低工作面粉尘平均浓度和微细粉尘的含量;提高粉尘比重可以降低工作面粉尘平均浓度,但带来了微细粉尘含量的提高。     

京山市钱场—新市两镇表层土壤有机质含量分布及影响因素

在京山市土地质量地球化学评价(二期)的基础上,通过分析表层土壤有机质含量分布及影响因素,发现京山市钱场—新市两镇表层土壤有机质资源较为丰富,含量为1.68~177.39 g/kg,平均值为30.74 g/kg,是全国土壤有机质含量的1.53倍。区内不同土壤类型对表层土壤有机质含量有明显影响,石灰土含量最高,潮土含量最低。不同土地利用方式对表层土壤有机质含量有明显影响,林地含量最高,草地含量最低。研究结果可为今后本区农业种植适宜性评价提供评价指标,并为后期土壤改良提供科学依据。     

金属离子对铜蓝和黄铁矿浮选行为的影响

通过单矿物浮选试验和浮选溶液化学计算的方法,考察了丁基铵黑药浮选体系中Cu~(2+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)和Ca~(2+)对铜蓝和黄铁矿可浮性的影响。结果表明,四种离子对铜蓝、黄铁矿的可浮性的影响很大,均表现出不同程度的抑制作用,尤其相同浓度下Fe~(3+)的抑制作用最为显著。此外,金属离子氢氧化物沉淀是其抑制矿物的有效组分。