几种水泥基材料的渗透率及其超临界碳化的应用

孔隙度和渗透率是水泥基等多孔材料的重要指标,是水泥基材料内部离子迁移多物理场耦合预测模型中的关键材料参数。针对水泥基材料超亚临界碳化预测模型的质量控制方程,采用稳态法试验分析得到了液体渗透率、氮气渗透率、固有渗透率,采用体积法得到了材料孔隙度和含水饱和度,试件包括水泥砂浆、混凝土、水泥瓦、纤维水泥板等材料。其中水泥砂浆和混凝土材料固有渗透率分别为0.001mD和0.0001mD数量级,其他试件为0.01mD数量级;而混凝土的固有渗透率最低为9e-4mD。木纤维等纤维材料的掺加,将大幅增加材料的孔隙度和渗透率。最后使用得到的各项渗透率、孔隙度、含水饱和度,对水泥砂浆和水泥瓦的超亚临界碳化试验进行了多物理场耦合模拟,模拟结果与试验吻合较好。     

土聚水泥技术在飞灰资源化中的应用

固体废物焚烧处理技术在我国日益得到推广应用,这导致我国垃圾焚烧飞灰产量巨大.垃圾焚烧飞灰中含有浸出毒性较高的重金属,属危险废弃物.但飞灰中含有丰富的活性组分,可以作为合成材料的原料而加以综合利用.飞灰基土聚水泥作为一种新型碱激活胶凝材料,可以大大降低飞灰中重金属的浸出毒性,同时具有较高的抗压强度.本文在介绍土聚水泥聚合机理的基础上,从飞灰预处理、外加硅铝原料的添加、碱激发剂浓度和掺量、水灰比、骨料、养护条件等方面阐述了对飞灰基土聚水泥强度和重金属浸出毒性的影响,最后对飞灰基土聚水泥重金属浸出毒性方面研究提出了建议.     

应用光学相干断层成像技术探索膜蒸馏过程的研究进展

膜污染、膜结垢和膜润湿现象的发生是制约膜蒸馏(MD)实现规模化工业应用的主要阻碍.深刻揭示这些现象的演化机制在很大程度上需要推动新型表征方法的探索.光学相干断层成像技术(OCT)是一种新兴的、能够对各种膜分离过程进行非侵入性表征的技术.本综述在简要介绍OCT表征相关原理的基础上,旨在阐明如何利用基于OCT的技术对MD过程进行定性(例如污染层的可视化)和定量(例如污染层的原位结构测量)分析.除了评价应用OCT研究MD过程的优缺点外,本综述也为在水资源再生以及其他分离领域中设计高效的MD系统提供了实用和理论依据.     

厌氧消化过程氨抑制解除技术研究进展

厌氧消化在处理有机废物的同时可产生大量的甲烷资源,是能源可持续发展的重要处理技术。作为微生物生长的营养物质之一,氨在厌氧消化过程中发挥重要作用,然而高浓度氨会抑制微生物活性,造成厌氧消化系统的失效。在总结国内外研究进展的基础上,讨论了氨抑制的形成机理及氨对产甲烷菌的抑制作用,并分别从氨浓度和微生物两个角度总结了当前解除氨抑制的技术和方法,为厌氧消化的工程应用和进一步氨抑制研究提供参考和建议。     

水热耦合厌氧消化技术处理餐厨垃圾沼渣沼液及工艺能耗分析

以水热与厌氧消化耦合工艺作为餐厨垃圾沼渣沼液（digestate of food waste，DFW）的处理过程，探究了DFW处理前后的脱水性能及固、液两相产物的特性，分析了工艺过程中的物质流动、能量输入/输出，并评估了能量平衡的影响因素。结果表明，水热处理改善了DFW脱水性能，降低了脱水后的泥饼产量和含水率。温度是影响水热处理效果的主要因素，处理效果随温度的升高明显提升。当水热温度为200℃时，离心后泥饼的产量和含水率降低最为显著，分别从最初的71.83kg/t DFW和88.43%减小至22.11kg/t DFW和76.30%。此外，水热过程促进了DFW有机物质从固相向液相的转移，通过耦合厌氧消化处理工艺生产甲烷，可以有效地回收液相能量。本研究对整个处理工艺进行了全面的物质和能量衡算。水热处理温度的提高增加了加热能量的输入，但减少了后续热干化过程的能量输入，并增加了DFW液相产物的产甲烷潜力。当水热温度为160℃、保温时间为60min时，水热与厌氧消化耦合工艺净能量输入最少（30.75MJ/t DFW），相比于不采用水热技术处理节省106.48MJ/t DFW。水热过程热能的回收率、脱水后泥饼的含水率、液相产物的产甲烷潜势是影响工艺过程能量净消耗的主要因素，是工艺优化的主要方向。     

填埋气中二氧化碳净化技术及研究进展

填埋气中由于含有大量的甲烷,具有很高的能源利用价值,并逐渐应用于发电、生产可再生燃料和热电联产等过程中。但填埋气中主要的杂质成分CO2会降低填埋气的热值,影响填埋气的资源化利用,因此CO2的去除对于提高填埋气的品质是很关键的一步。文章主要综述了目前应用较广的填埋气中CO2的净化技术、物理化学吸收法、变压吸附等工艺的原理、特点和研究进展等,并对各工艺进行了对比分析。     

几种水泥基材料的渗透率及其超临界碳化的应用

孔隙度和渗透率是水泥基等多孔材料的重要指标,是水泥基材料内部离子迁移多物理场耦合预测模型中的关键材料参数。针对水泥基材料超亚临界碳化预测模型的质量控制方程,采用稳态法试验分析得到了液体渗透率、氮气渗透率、固有渗透率,采用体积法得到了材料孔隙度和含水饱和度,试件包括水泥砂浆、混凝土、水泥瓦、纤维水泥板等材料。其中水泥砂浆和混凝土材料固有渗透率分别为0.001mD和0.0001mD数量级,其他试件为0.01mD数量级;而混凝土的固有渗透率最低为9e-4mD。木纤维等纤维材料的掺加,将大幅增加材料的孔隙度和渗透率。最后使用得到的各项渗透率、孔隙度、含水饱和度,对水泥砂浆和水泥瓦的超亚临界碳化试验进行了多物理场耦合模拟,模拟结果与试验吻合较好。     

木质纤维素类生物质水热炭化机理及水热炭应用进展

通过水热炭化方法 （HTC）制备纤维类生物质炭材料，是当前废弃生物质高值化处理的一种方式。生物质具有种类繁多、结构复杂的特点，在不同的水热条件下涉及水解、降解、聚合等复杂反应。制备的水热炭性质如形貌、孔结构、表面官能团分布等受原料物理化学结构和水热反应条件影响较大，而水热炭的性质直接影响水热炭的应用。木质素炭化需要较高的水热强度，生成的水热炭石墨化程度和稳定性更高，可应用于导电、耐高温材料等领域；纤维素、半纤维素相对于木质素炭化温度低，更易形成多孔结构，获得更高的比表面积。另外二者因富含羟基，制备的水热炭表面具有丰富的含氧官能团，有利于通过静电吸附、离子交换等过程实现污染物吸附，进一步应用于环境治理等领域。水热温度主要影响炭化程度和水热炭得率，而水热时间则对水热炭形貌具有更明显的作用。通过改性可以定向调控水热炭性能，扩大其应用领域范围。为明晰不同条件下水热炭的结构变化，本文综述了纤维类生物质的种类、原料组成及水热条件对水热炭结构的影响，深入分析了水热炭生成机理，探讨了生物炭改性方法，归纳了生物炭在不同领域的应用并展望了未来的发展方向和前景，为生物质基水热炭研究提供参考。