振动流化床中氢气还原分解磷石膏

在振动流化床中对氢气还原分解磷石膏反应进行了研究,考察了氢气体积分数、反应温度、气体流量、床层高径比及反应时间对磷石膏分解反应的影响.结果表明:随着氢气浓度升高,分解率有增大趋势,但脱硫率先增加后减少;反应温度越高以及物料高径比越小,分解率与脱硫率越高;过高或过低的气体流量都不利于磷石膏的分解,当气体流量为242 mL/min时,分解率与脱硫率最高;并且反应时间越长,磷石膏分解越充分,但应设定范围.当还原分解温度1 050℃,氢气体积分数为5%,物料高径比为1.2,气体流量为242 mL/min(u=20 umf),反应时间为60 min,磷石膏的分解率与脱硫率分别能达到98.78%和84.24%,能满足磷石膏制酸联产水泥的要求,可用于指导磷石膏还原分解制酸联产水泥的新工艺研究.     

高硫煤还原磷石膏反应中SO_2浓度影响因素

为了探讨高硫煤还原磷石膏生成SO2的反应机理,通过热重分析等手段,对连续升温条件下不同C/SO3比和不同高硫煤粒径对SO2浓度的影响进行了研究。实验结果表明:用高硫煤还原磷石膏可以大大提高SO2浓度,在700~800℃和1 000~1 100℃时SO2浓度出现了2个峰值,与磷石膏煅烧产生的SO2浓度比较,最大分别提高了25.55%和42%;<800℃时较强的还原气氛有利于SO2的生成,反之;在700~800℃时高硫煤粒径对SO2浓度的影响最显著,SO2浓度最大相差约15%;SO2浓度随着粒径的减小呈先减小后增大的趋势。     

磷石膏流态化分解的实验

对磷石膏在流化床中的关键过程进行了研究,针对磷石膏难于流化的特点,分别对高速流化状态下和低速振动流化状态下磷石膏的分解反应进行比较.采用正交实验法对磷石膏高速流态化分解的影响因素反应温度、CO浓度、气体流量以及反应时间进行了考察,结果发现不同条件下磷石膏的分解率均较低;进一步考察了输入一定振动能量后磷石膏的分解情况,结果发现磷石膏分解率达到近50%,且生产SO2的体积分数维持在10%以上,反应开始时高达28.27%,能较好地满足磷石膏制酸联产水泥中制酸工艺的需要.由此表明低速振动流化分解可以作为实现磷石膏窑外分解的发展方向.     

矿化剂对硫蒸气还原分解镁法烟气脱硫石膏的影响

镁法烟气脱硫副产物(镁石膏)的再生分解是镁法烟气脱硫技术大规模应用的关键。为了降低镁石膏的分解温度,采用硫蒸气作还原剂对镁石膏分解。此外,向反应物料中添加Fe_2O_3、Al_2O_3、CaO和CaCl_2等几种矿化剂,考察了它们不同的添加质量比对再生SO_2的影响。结果表明,CaO的添加对镁石膏的分解效果最好,当添加质量比为10%的CaO时,其产生的SO_2浓度达到了12.24%。当添加质量比为5%的Fe_2O_3时,其产生的SO_2浓度达到了11.63%。此外,当添加质量比为10%的Al_2O_3时,其产生的SO_2浓度达到了10.86%。CaCl_2的添加抑制了镁石膏的分解。     

磷石膏分解特性对磷石膏制硫酸联产水泥新工艺的影响研究

磷石膏预分解制硫酸联产水泥技术的关键是对磷石膏分解特性的深入了解,结合水泥新型干法预分解窑的特点,采用热分析及相关试验对磷石膏的热分解性能进行了研究.结果表明,磷石膏完全分解温度在1 300℃以上,在还原条件下其分解温度也在1200℃以上.结果还表明,由于磷石膏的分解温度往往高于该系统的最低共熔点温度,其对预热器分解炉的适应性较差,易对窑系统造成粘结堵塞问题.利用水泥新型干法技术分解磷石膏制酸并联产水泥的实施会有较大难度.     

二氧化硅和高岭土杂质对硫铁矿分解磷石膏的影响

:针对磷石膏资源化利用存在问题,提出了一种用硫铁矿分解磷石膏的方法. 为了实现该工艺的工业化利用,探究了磷石膏内二氧化硅和高岭土杂质对分解过程的影响. 利用Factsage7.0热力学软件,计算了FeS-CaSO₄体系在加入二氧化硅或高岭土后的平衡相图,探讨了加入杂质后可能发生的副反应. 进行了杂质对分解过程影响的实验,并对产品进行SO₃分析及XRD表征. 研究结果表明,SiO₂或高岭土的加入使得FeS和CaSO₄在低温区就能发生反应,提高了反应体系的脱硫率,促进了硫酸钙的分解,并且杂质含量越高,硫酸钙分解率越高. 该研究结果有利于硫铁矿还原分解磷石膏制备硫酸工艺的推广应用.     

脱硫微生物培养条件及脱硫性能研究

研究了硫酸盐还原菌在不同培养时间、pH、温度、接种量条件下的生长表现,测定了该菌种对SO2的脱除效果.结果表明：菌种的最佳培养条件为接种生物量10%、pH=7.0、温度为35℃、培养时间60 h,未经驯化的菌种对SO2的去除率最高为42.6%,经过SO2通气驯化后脱硫率有了明显提高,达到了72.5%,通过此阶段的研究,为进一步进行微生物脱硫研究提供了理论依据.     

高硫煤还原磷石膏的热分解动力学

研究高硫煤还原磷石膏的热分解动力学。在N2气氛下,利用热重分析技术,考察了磷石膏在升温速率分别为2.5℃/min、5℃/min、10℃/min、15℃/min下的热分解机理,采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法求取磷石膏热分解的动力学参数,Coats-Redfem法确定磷石膏热分解的机理函数。结果表明在温度1 050~1 180℃范围内,磷石膏热分解机理属于成核与生长机理(n=2)。     

磷石膏制取硫酸铵及其溶析结晶

以磷石膏为原料,利用其与碳酸铵的反应,制备出硫酸铵,并研究了硫酸铵溶液的结晶方法.考查了物料比、反应温度、反应时间、搅拌速度和液固比等因素对磷石膏中硫酸钙转化率的影响.在物料比n(CO32-)/n(SO42-)为1.15,50℃,120 min,搅拌器转速100 r/min,液固比为5:1 mL/g时,磷石膏中硫酸钙转化率可达98.68%.以无水乙醇为溶析剂,从硫酸铵溶液中结晶出硫酸铵,结果表明,结晶温度和硫酸根离子浓度对结晶率影响显著,适宜的结晶温度为25℃,硫酸根浓度越高,结晶率越高.     

磷石膏分解制备硫化钙的试验分析

在N2气氛下进行磷石膏还原分解制备硫化钙的研究,选择粒度分析仪测定原料粒径大小,XRD和扫描电镜表征原料和分解物固相特征。考察了原料摩尔配比、反应温度、反应时间和反应气氛等对磷石膏还原分解制备硫化钙的影响。结果表明:在N2气氛下,通过无烟煤过量形成充分的还原性气氛,磷石膏中硫酸钙被C或CO还原生成硫化钙。最佳的反应条件∶无烟煤∶磷石膏(C∶S)=2.4∶1;反应最佳温度900~1 000℃;反应时间2h,磷石膏转化率可达97.60%。     

磷石膏制备硫酸铵的工艺

为了降低磷石膏生产造成的环境污染及资源浪费,利用磷石膏与氨水、二氧化碳的反应,制备出硫酸铵.用单因素试验法研究了氨碳摩尔比、液固摩尔比、反应时间、加入批次4个因素对磷石膏中硫酸钙转化率的影响,并得到了优化工艺参数.在室温条件下(25℃),工艺条件是氨碳摩尔比为1.15∶1,反应时间为1.5h,液固摩尔比为2.5∶1,加入批次为3次.结果表明,在优化工艺条件下磷石膏中硫酸钙最大转化率可达到99.08%,硫酸铵中氮质量含量(干基)可达到国家标准一等品指标,游离酸(硫酸)可达合格品指标.用磷石膏生产硫酸铵,不仅解决了磷石膏堆放造成的环境问题,同时也实现了硫资源的循环利用,具有潜在的社会效益和经济效益.     

Crossing point temperature of coal

A further understanding of the self-heating of coal was obtained by investigating the crossing point temperature (CPT) of different ranks of coal. The tests were carried out using a self-designed experimental system for coal self-heating. 50 g (±0.01 g) of coal particles ranging from 0.18 mm to 0.38 mm in size were put into a pure copper reaction vessel attached to the center of a temperature programmed enclosure. The temperature program increased the temperature at a rate of 0.8 ℃/min. Dry air was permitted to flow into the coal reaction vessel at different rates. The surrounding temperature and the coal temperature were monitored by a temperature logger. The results indicate that CPT is affected by coal rank, moisture, sulfur,and the experimental conditions. Higher ranked coals show higher CPT values. A high moisture content causes a delay phenomenon during the self-heating of the coal. Drying at 40 ℃ decreases the effects of moisture. The reactivity of sulfur components in the coal is low under dry and low-temperature conditions.These components form a film that covers the coal surface and slightly inhibits the self-heating of the coal.The flow rate of dry air, and the heating rate of the surroundings, also affect the self-heating of the coal. The most appropriate experimental conditions for coal samples of a given weight and particle size were determined through contrastive analysis. Based on this analysis we propose that CPTs be determined under the same, or nearly the same conditions, for evaluation of the spontaneous combustion of coal.     

典型煤种CO_2气化过程中产物的析出特性

CO2气氛下在热重分析仪上对3种典型煤种分别进行了气化实验,与便携红外分析仪连用,详细研究了煤气化产物与温度、煤种的关系。结果表明：气化温度在500～800℃之间,C煤的甲烷生成速率较高,但焦炭与水蒸气的气化反应较慢,但温度达到1 000℃时甲烷会分解;在热重分析仪中,高灰分阻碍了气化反应的进行,400～1000℃过程中失重曲线较平缓,在1 000℃之后,TG曲线有了明显的变化;煤化程度越低,越有利于挥发分的析出,有利于提高气化过程中CO和CH4的析出量,而且降低了有机硫（COS）的析出量。     

Effect and influence factors of sulfur removal in coal with fungus

The influence of coal desulfurization by fungus was experimentally studied. The results suggest that fungus can effectively remove inorganic and organic sulfur in coal, and main influences of desulfurization by fungus of pH value, temperature, coal slurry concentration and coal granularity were studied by orthodox experiment and the optimal experimental conditions are′as follows: pH value 6, temperature 45 ℃, coal slurry concentration 10% and coal granularity 100 μm. Under above conditions, fungus car remove up to 44.96% total sulfur and 54. 87% inorganic sulfur within two days, and their desulfurization rates will increase along with time. Compared with sulfolobas, desulphurization by fungus is steady and more effective, and has advantage of high speed.     

矿物质脱除对煤中硫在氢气热解中逸出的影响

对3种不同矿物质含量和硫含量的煤进行了脱除矿物质的实验，采用TG-MS对原煤和脱矿物质煤进行了AP-TPR实验，并在线分析了气相中主要的含硫化合物．结果表明：由于煤中矿物质种类的不同，在AP-TPR条件下对不同含硫气体的逸出有不同的影响．煤中矿物质的碱酸比越大，对煤的固硫作用越强；反之，对煤中有机硫醚和硫醇等C-S键的分解越强，煤中矿物质对COS的生成有很大的影响，高温时氢气抑制COS的生成，二次反应对COS的生成同样起重要作用．从原煤和脱矿物质煤噻吩硫的逸出峰分析得出，脱矿物质对煤中噻吩硫影响很小。     

时间-温度迭加原理在炸药分解研究中的应用

针对炸药分解研究所面临的困难,提出了运用时间--温度迭加原理将常温下炸药分解研究转化为较高温度下的研究,并结合某炸药分解试验数据,计算得到该炸药在20℃条件下贮存20年与48.2℃条件下贮存1年分解情况基本相同,最后经炸药热分解动力学计算验证该原理的可用性.     

神木煤显微组分热解特性研究

在热天平上考察了湿度对神木煤显微组分热解的失重行为、红外光谱变化、半焦元素分布以及脱硫脱氮率的影响。结果表明：随热解温度长高,镜质组和惰质组在400－700℃出现明显的热解失重峰,且热解失重行为相似,但镜质组失重峰温低,失重速率大,脱硫脱氮率高;与惰质组半焦相比,镜质组半焦C含量较低,H,O,含量较高。在实验温度范围内,随温度升高,脂肪C－H键和芳香醚键、羟基等逐渐断裂分解,至700℃基本消失,同时半焦中C元素含量升高,H,O含量下降,N,S含量变化不大,同时湿度升高也有利于提高脱硫脱氮率。     

Characteristics of oxygen consumption of coal at programmed temperatures

Oxygen consumption is an important index of coal oxidation.In order to explore the coal-oxygen reaction,we developed an experimental system of coal spontaneous combustion and tested oxygen consumption of differently ranked coals at programmed temperatures.The size of coal samples ranged from 0.18~0.42 mm and the system heat-rate was 0.8℃/min.The results show that,for high ranked coals,oxygen consumption rises with coal temperature as a piecewise non-linear process.The critical coal temperature is about 50%.Below this temperature,oxygen consumption decreases with rising coal temperatures and reached a minimum at 50℃,approximately.Subsequently,it begins to increase and the rate of growth clearly increased with temperature.For low ranked coals,this characteristic is inconspicuous or even non-existent.The difference in oxygen consumption at the same temperatures varies for differently ranked coals.The results show the difference in oxygen consumption of the coals tested in our study reached 78.6% at 100 ℃.Based on the theory of coal-oxygen reaction,these phenomena were analyzed from the point of view of physical and chemical characteristics,as well as the appearance of the coal-oxygen complex.From theoretical analyses and our experiments,we conclude that the oxygen consumption at programmed temperatures reflects the oxidation ability of coals perfectly.