烧结烟气脱硫石膏CO/H2还原脱硫试验研究

通过热力学软件Factsage7.3对CO/H_2还原CaSO_4进行热力学平衡计算。计算得到CO/H_2还原CaSO_4生成CaO和SO2的最佳理论条件为:反应温度1 100℃以上、摩尔比n(CO)∶n(CaSO_4)=n(H2)∶n(CaSO_4)=1,过高或过低的还原剂摩尔比均不利于CaSO_4的还原脱硫,同时温度越高越有利于CaSO_4的CO/H_2还原脱硫。根据Factsage7.3计算结果,以N2作为混合气体,在高温炉中进行了15 g烧结烟气脱硫石膏的CO/H_2还原脱硫试验,考察CO/H_2浓度、反应温度、反应时间、还原气体流量对脱硫石膏CO/H_2还原脱硫的影响。结果表明:有利于脱硫石膏CO还原脱硫的最佳条件为CO浓度5%、反应温度1 050℃、反应时间30 min、气体流量5 L/min;有利于脱硫石膏H2还原脱硫的最佳条件为H2浓度8%、反应温度1 050℃、反应时间30 min、气体流量为5 L/min,且CO分解还原脱硫效果较H2还原脱硫的效果要好。试验发现在900℃以上时脱硫石膏有烧结现象发生,且随温度升高烧结程度更重,影响了CO/H_2的还原脱硫效率。     

双碱法技术在280 m~2烧结机烟气脱硫中的应用

介绍了烧结系统烟气与其他工矿业废气的区别,双碱法烟气脱硫技术的工艺流程。石钢公司280m~2烧结机烟气双碱法脱硫系统的主要设备及其参数,分析了双碱法技术在280 m2烧结机烟气脱硫运行过程中的效果。对脱硫石膏的XRD、SEM等表征和分析结果表明,脱硫石膏的纯度高、晶体结构与天然石膏相似,可以进行资源化综合利用。     

氧化钇陶瓷的热压烧结和耐蚀行为

采用热压烧结法制备氧化钇(Y_2O_3)陶瓷材料,并在1200℃氯化钙熔盐体系中进行腐蚀试验。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、等离子发射光谱仪等表征手段测试分析烧结试样的物相组成和显微结构以及腐蚀试样表层元素分布和熔盐中钇的溶出率。研究热压烧结温度对Y_2O_3陶瓷试样烧结行为和耐熔盐腐蚀性能的影响,探讨Y_2O_3陶瓷材料的熔盐腐蚀行为。结果表明,随着热压烧结温度的提高,Y_2O_3陶瓷的体积密度增加;1500℃热压烧结Y_2O_3陶瓷的相对密度达到96.82%,1200℃氯化钙熔盐腐蚀10 h,熔盐渗透深度大约在220 um左右,熔盐中Y溶出率为1.1 mg/g。     

活性焦法烧结烟气脱硫率影响因素统计解析

为明确影响活性焦烧结烟气脱硫的主要因素,通过模拟试验和生产数据统计分析探究脱硫塔自上至下脱硫率变化趋势和各运行参数对脱硫率的影响。模拟试验表明,循环使用后的活性焦孔隙结构更加发达,表面含氧官能团含量增加,进而其初期脱硫性能低于新鲜活性焦,后期优于新鲜活性焦。错流式脱硫塔自上至下脱硫率先后经历100%、快速降低、缓慢降低等过程。生产数据统计分析表明,脱硫率与SO_2质量浓度、O_2体积分数、H_2O体积分数、NH_3与NO_x物质的量之比、解析温度呈正相关,与活性焦床温度、体积空速呈负相关。其中,SO_2质量浓度、体积空速、活性焦床温度对脱硫率影响最大。运行参数之间存在多重共线性现象,烧结漏风率升高或空气补加量增加将引起诸多运行参数的变化,但总体上有利于脱硫率的提高。     

宝钢烧结烟气脱硫石膏特性分析

通过粒度、X-射线荧光、X-射线衍射、纯度、重金属、浸出特性等分析,研究了宝钢烧结烟气脱硫过程中产生的石膏的特性.结果表明,宝钢烧结烟气脱硫石膏纯度高,杂质含量低,粒径较大且分布广,质量满足相关设计和标准要求;烧结烟气脱硫石膏及其浸出液重金属含量低,综合利用、堆存或填埋等处置过程中,基本不会对周围环境造成不利影响.     

石灰碱激发钛石膏复合胶凝材料强度机理分析

以钛石膏、脱硫石膏和钛矿渣三种钛工业固体废弃物为主要原料,石灰作碱性激发剂制作钛石膏复合胶凝材料。采用正交试验,结合XRD、SEM等分析测试方法,对石灰碱激发钛石膏复合胶凝材料强度机理进行分析。结果表明:钛石膏的掺量在42.9%～50.3%,可以制作出强度达到《建筑石膏》(GB/T 9776—2008)2.0强度等级的钛石膏复合胶凝材料。石灰碱激发钛石膏复合胶凝材料的前期强度主要来自钛石膏和脱硫石膏水化产生的二水石膏,后期强度主要来自水泥、石灰和石膏进一步反应产生钙矾石。其水化机理为:第一,CaSO_4·0.5H_2O水化产生CaSO_4·2H_2O;第二,水泥中的3CaO·Al_2O_3与CaSO_4·2H_2O反应生成钙矾石,石灰与水反应产生Ca(OH)_2,结合CaSO_4·2H_2O和CaO·Al_2O_3反应产生钙矾石,进一步提升钛石膏复合胶凝材料的强度。     

烧结点火后料面喷吹蒸汽机理分析与试验

在烧结点火后适当时机与位置在料面喷洒蒸汽(或水汽混合物),对烧结过程起到强化作用。机理分析认为,喷入蒸汽在燃烧带,C与H_2O反应生成了H_2、CO或CO_2。CO少部分还原铁矿石,大部分与上部空气下传的O_2发生燃烧反应,生成CO_2更彻底,提高了废气中CO_2/(CO+CO_2)的比值,即提高了燃料利用率。蒸汽在燃烧带进行各种物理化学反应后,实际上发生了元素转移,蒸汽中的O元素转移到CO_2中,CO_2中的O不是全部来源于上部空气的O_2,部分来自H_2O,上部空气中的O_2更多地用于燃烧反应,燃烧速度加快。H_2O与C反应生成的H_2与CO都是强还原剂,它们对铁矿石进行还原反应,生成FeO甚至金属铁。烧结矿的FeO含量将增加,可节约混合料配炭。化学反应生成的气态H_2O与喷入的H_2O蒸汽都具有加快传热传质作用而强化烧结。工业试验表明,在烧结机点火后适当时机开始喷吹蒸汽,平均蒸汽用量3.84 kg/t,烧结增产率达到1.64%,固体燃料降低了1.67 kgce/t,节能率达到4.21%,返矿率降低了0.26%,转鼓指数上升了0.12%;增加蒸汽喷吹量后,废气中O_2含量减少,CO_2含量增加,CO含量减少,燃烧比[CO/(CO+CO_2)]降低,燃料利用率[CO_2/(CO+CO_2)]提高。     

H_2O_2强化钒铬还原渣中钒和铬的浸出

低价钒和铬难以在碱性条件下直接反应溶出,钠化焙烧会产生较多的废气和废水,钙化焙烧则会带来较大能耗。试验以H_2O_2作为氧化剂,对钒铬还原渣中钒铬的碱性湿法浸出过程进行强化。研究了Na OH用量、反应温度、H_2O_2用量、反应时间以及搅拌转速等参数对钒铬浸出率的影响。结果表明:升高反应温度,延长反应时间,可以提高钒和铬的浸出率。在碱性条件下,低价钒比较容易被氧化成高价而溶出,即使氧化剂用量较小时,钒也比较容易被氧化;在H_2O_2的氧化作用下,钒的浸出率高达94.30%。铬的浸出率随着H_2O_2用量的增加呈现线性增加的趋势,在合适条件下,铬的浸出率高达90.12%。H_2O_2作为一种清洁的氧化剂,在反应过程中不会引入杂质,并且能够实现钒和铬的同步高效浸出。该方法具有对环境友好、反应效率高等优势,可以作为一种新型高效氧化技术进行应用。     

Ca_3TiFe_2O_8对铁矿石烧结过程中液相生成温度的影响

通过扫描量热法(DSC)和粉末X射线衍射(XRD),研究了几种不同纯矿物与Ca_3TiFe_2O_8混合的烧结过程,检测液相生成及吸放热反应前后的物相组成。结果表明,在烧结过程中,与Ca_3TiFe_2O_8混合试样液相出现温度都比纯相的熔点低。其中,等质量混匀烧结过程中,Ca_3TiFe_2O_8+CaFe_2O_4和Ca_3TiFe_2O_8+Fe_2O_3分别在1 213℃和1 215℃开始出现液相,Ca_3TiFe_2O_8+CFA和Ca_3TiFe_2O_8+SFC则更低,分别在1 204℃、1 205℃开始出现液相。试验发现,Ca_3TiFe_2O_8和CaFe_2O_4可以稳定共存,但与Fe_2O_3、CFA和SFC混合出现液相后会发生分解,它仅是一个中间产物。尽管如此,可以认为适当控制含钛铁矿石的烧结条件,有Ca_3TiFe_2O_8生成,可以降低液相生成温度,有助于改善烧结过程中的扩散条件。     

离子交换法制备Ag/Ag_(1.69)Sb_(2.27)O_(6.25)光催化纳米粉末的表征与光催化性能

以K_2H_2Sb_2O_7·4H_2O和AgNO_3为原料,采用离子交换法合成Ag/Ag_(1.69)Sb_(2.27)O_(6.25)光催化纳米粉体材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、紫外漫反射及紫外可见-分光光度计等,分析和测试不同煅烧温度下所得纳米粉体的物相、形貌、结构以及光学性能,并通过对盐酸四环素(TC-HCl)的可见光下光降解实验测定材料的光催化性能。结果表明:Ag/Ag_(1.69)Sb_(2.27)O_(6.25)颗粒直径约为100～150nm,颗粒表面附着有尺寸为10 nm的球状单质纳米Ag颗粒。随煅烧温度升高,Ag/Ag_(1.69)Sb_(2.27)O_(6.25)纳米颗粒表面的凹陷变小,逐渐转变为完整球状,粉末颜色从灰色转变为黄色。煅烧温度为250℃的Ag/Ag_(1.69)Sb_(2.27)O_(6.25)纳米材料(Ag/ASO-250)的光催化活性最高,为900℃煅烧材料的催化活性的7倍。光催化降解反应进行到90 min时,AgSbO_3-ssr,N-TiO_2,和Ag/ASO-250催化降解TC-HCl的降解率分别为65%,77%和90%,这表明与固相烧结的AgSbO_3和N-TiO_2相比,Ag/ASO-250具有更强的光催化活性。     

煤焦还原分解烧结烟气脱硫石膏的试验

 针对烟气脱硫石膏综合利用问题，提出了利用煤焦还原分解石膏制备CaO和SO2的新方法。采用FactSage 6.1计算了煤焦与脱硫石膏的高温反应特性，并利用热重分析仪在理论上分析了煤焦还原分解石膏行为的可行性。通过管式电阻炉试验进一步研究了温度、煤焦添加量、保温时间对石膏分解率和固态产物影响以及气体SO2释放规律。试验结果表明，升高温度、增加煤焦添加量和保温时间均能提高石膏的分解率；煤焦质量分数从5%增加到20%，CaO和SO2的质量分数先升高后下降，而CaS的质量分数一直增大；在煤焦量为11%时，CaO和SO2的质量分数达到最大值，CaO和SO2成分的变化规律主要受CaS和CaSO4相对含量的影响。采用煤焦还原分解石膏的方法，可为石膏综合利用提供理论指导。     

V_2O_5核壳结构微米球的合成及其电化学性能

中空结构的V_2O_5材料由于在锂离子嵌入和循环稳定性方面有明显优势,获得了科研人员的特别关注。然而通过简易方法来制备均匀且具有复杂内部结构的V_2O_5中空微米球仍面临挑战。本文首次利用V_2O_5、H_2C_2O_4·2H_2O、H_2O和正丁醇进行溶剂热反应,得到蛋黄结构前躯体,然后将前躯体于空气中烧结,获得均匀的多层V_2O_5核壳结构微米球。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及电化学测试等手段对其进行表征和测试。V_2O_5核壳结构微米球用作锂离子电池正极材料时,在2.5~4 V电压区间、200 mA/g电流密度条件下放电比容量高达122 m Ah/g,循环200圈后容量保持率高达95.9%。该材料优异的电化学性能主要由于结合了低维和三维纳米结构。     

宝钢烧结烟气脱硫技术的研发与应用

介绍了烧结烟气脱硫技术的研究背景,论述了烧结烟气特性、宝钢开发的气喷旋冲石灰石-石膏湿法烧结烟气脱硫成套工艺和装备技术特点;介绍和分析了所进行的工业试验主要内容和获得的成果、工程化应用的情况和效果。工程实践证明该脱硫工艺对烧结烟气温度、SO2浓度、烟气量波动大等特性有很强的适应能力,对烟气中污染物去除率高,具有技术经济性好、运行稳定可靠、副产物可利用等先进特性,说明宝钢烧结烟气脱硫技术对于钢铁行业大、中型烧结机烟气脱硫有广泛的实用价值。     

印度尼西亚红土镍矿脱水-烧结机理

针对印度尼西亚红土镍矿的干燥、烧结问题,进行了原矿的化学成分测定、热重(TG)、差热(DTA)实验以及X射线衍射(XRD)分析.在升温过程中,得到了原矿主要矿物中自由水、结晶水和羟基的脱除温度区间.利用自制的烧结杯系统进行不同配碳量的烧结试验,研究了配碳量对烧结速度、烧结失重、废气温度、料层温度及成品率等参数的影响.结合相图和料层温度信息,对成品矿样进行了XRD及SEM分析,表明辉石(MgFeSi2O6)和镁方铁矿(Mg(Ni)Fe2O4)是红土镍矿烧结的主要粘接相.     

烧结烟气循环风氧平衡模型

 在全面掌握烧结烟气特性的基础上,建立烟气循环系统风氧平衡模型,分析烧结废气中O2体积分数、富氧气体中O2体积分数及漏风率等因素对烧结废气循环率的影响规律,提出了适宜的内外循环方案。研究结果表明：烧结机前段风箱废气中O2体积分数较低,为10%～13%,在18号风箱之后O2体积分数逐步上升。烧结废气温度升高,气体密度变小,流速增大,但各风箱支管内废气标况流量波动幅度不大。烧结循环废气和富氧气体中O2体积分数越高、烧结机漏风率越低,则烟气循环率越高。以环冷机热风为富氧气体,烟气内外循环率可达30%;以工业纯氧为富氧气体,烟气内循环率达40.70%;烟气外循环率达59.93%。内循环工艺在风箱支管取风,操作灵活,需外配大功率变频抽风机,工程改动量多,固定投资高,更适于新建项目;外循环工艺在主抽风机后烟道取风,无法避免烟气一次循环后的再生效应对烧结生产的影响,只需外配小功率引风机即可,更适用于改造项目。     

微波-超声波协同制备纳米球形氧化镝

在微波-超声波协同作用下,采用尿素为沉淀剂,与一定浓度的DyCl_3溶液充分反应之后,得到Dy_2O_3前驱体(Dy(OH)CO_3·H_2O),煅烧后得到纳米球形Dy_2O_3。探究了Dy~(3+)浓度、尿素浓度以及超声波功率对Dy_2O_3前驱体微观形貌的影响。采用扫描电子显微镜、同步热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对Dy_2O_3前驱体煅烧前后的微观形貌、微观结构进行了表征,对煅烧分解机理进行了分析。结果表明:当控制Dy~(3+)浓度0.045 mol/L,尿素浓度2.5 mol/L,微波功率500 W,超声功率800 W,超声波模式1∶2,反应时间1 h,反应温度90℃时,可以得到粒径均一、表面光滑、分散程度好且粒径约为220 nm的Dy(OH)CO_3·H_2O。在800℃的煅烧温度下该前驱体可完全分解,最终得到粒径约为200 nm的纳米球形Dy_2O_3。     

白云鄂博铁矿中钠辉石岩脉石的热分解特性

采用差热分析、热重分析与X射线衍射分析相结合的方法,研究了白云鄂博铁矿中钠辉石岩脉石在烧结升温过程中分解与相变等物理化学变化规律。研究结果表明:钠辉石岩脉石除了含有主体矿物霓石NaFe~(+3)Si_2O_6外,还含有少量的BaSO_4及Na_3Ca_2(SO_4)_3F等硫酸盐杂质;当温度升高到554.7℃时,钠辉石岩中结晶水发生分解;Na_3Ca_2(SO_4)_3F在较宽温度范围内渐进分解生成钠钙复合硫酸盐与CaF_2;当温度升高到993.4℃时,主体矿物霓石NaFe~(+3)Si_2O_6与CaF_2反应生成NaF气体;温度升高到1 193.5~1 300.7℃,钠辉石岩脉石发生熔化并且释放出少量的SiF_4气体。     

放电等离子烧结工艺对Mn_3O_4性能的影响

本文研究了放电等离子烧结的温度、压力、保温时间对Mn_3O_4的结构、致密度和介电性能的影响。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、阻抗仪等对放电等离子烧结后的Mn_3O_4的结构和性能进行了表征,利用阿基米德原理测量了样品的密度。结果表明,保温时间对Mn_3O_4的物相、结构和性能影响最大,其次依次是烧结温度和烧结压力。实验结果表明,烧结温度700℃、烧结压力70 MPa、保温时间5 min获得的材料的致密度最高,可达95%,而且样品的介电性能最好,相对介电常数可达252。     

烟气脱硫石膏粉化学物相分析

介绍了燃煤发电厂产出的烟气脱硫石膏粉中的化学组分分析方法。根据烟气脱硫石膏粉的特性,采用X射线能谱(EDS)仪对样品进行半定量分析,样品经过水洗去除50%的主成分后,不溶于水的物质用X射线衍射（XRD）仪进行定性分析,根据定性和半定量的分析结果,采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法、离子色谱(IC)法和重量法进行元素和组分的定量分析,综合分析结果,确定了烟气脱硫石膏粉是由82.2% CaSO₄·0.5H₂O,3.0% CaCO₃,1.0% CaMg(CO₃)₂,11.1% SiO₂,1.4% Al₂SiO₅和1.3% Fe₂O₃组成。     

宝钢两类烧结烟气脱硫方式浅析

通过分析对比宝钢两类烧结烟气脱硫工艺,认为循环流化床半干法脱硫设施可以通过改造增设SCR脱硝装置来实现烧结烟气的综合治理,脱除SO_2、NO_x和二(?)英等多组分污染物;对于湿式石灰石-石膏法脱硫设施,则由于其烟气温度低、湿度大,无法拓展增加SCR脱硝装置。