Institutional Repository of Institute of Process Engineering, CAS (IPE-IR）
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高纯铁铝尖晶石制备及其光芬顿催化性能
No full text为进一步开发新型环境友好型光芬顿催化剂，基于反应烧结法制备了铁铝尖晶石，探究了铁铝尖晶石对罗丹明B染料的光芬顿催化性能和降解机理。结果表明：试样中物相组成为具有Fe2+和Fe3+复合价态的高纯铁铝尖晶石。通过调整pH值、催化剂质量浓度和H2O2剂量，铁铝尖晶石催化罗丹明B呈现不同的降解效率。当工艺条件为pH=3.14、1.0 g/L FeAl2O4和2%H2O2时，降解效率达到90.71%,TOC去除率达76.46%。经过4次循环使用后，铁铝尖晶石仍然保持良好的稳定性。反应烧结法合成的铁铝尖晶石是一种具有潜在价值的光芬顿催化剂，在染料废水处理中具有应用前景
过程工程所流化床直接还原技术研究进展
No full text“双碳”背景下，钢铁工业亟待低碳重塑，氢气直接还原(常称为“氢冶金”)是国内外竞相研发的重要方向。流态化直接还原是过程工程所六十多年来一直坚持的研究方向。值此叶渚沛先生诞辰120周年之际，本综述回顾并概述了过程工程所在流态化直接还原基础理论和工业应用两方面所取得的一系列重要成果。基础理论方面包括颗粒间黏着力与分离力相互竞争黏结机制、聚团流化和慢速失流的发现、不同铁形貌析出机理和黏结特性，以及降低颗粒间黏结力(颗粒包覆改性、调控铁析出形貌)和增大颗粒间分离力(增强颗粒运动、增大颗粒尺寸、施加外场力)等一系列抑制黏结失流方法；工业应用方面包括100公斤/天流化床氢气直接还原、1吨/天钒钛磁铁矿流化床直接还原和千吨级钒钛磁铁矿直接还原-电炉熔分等中间试验，目前正在与鞍钢集团等单位合作开展全球首套1万吨直接还原铁/年流化床绿氢直接还原工程示范。谨以此文缅怀叶渚沛先生、郭慕孙先生等老一辈科学家，以期推动流化床直接还原基础理论和技术研发的进步，为钢铁工业低碳重塑贡献智慧和力量。要点：(1)还原过程颗粒黏结机理的揭示对突破黏结失流难题和提高还原效率具有重要的作用。(2)基于黏结机理和过程强化研究，建立了一系列有效抑制流化床还原过程黏结失流的方法。(3)先后完成了规模逐级放大的试验研究，为流化床直接还原铁新技术开发应用奠定了重要基础。(4)正在开展万吨级流化床绿氢直接还原示范，有望形成具有完全自主知识产权的绿色高效炼铁新技术
己二胺与碳酸二乙酯催化羰化合成己二氨基甲酸酯
No full text以碳酸二乙酯(DEC)、1,6-己二胺(HDA)为原料、无水醋酸锰为催化剂，合成了1,6-六亚甲基二氨基甲酸乙酯(HDEC)。通过红外光谱、核磁共振氢谱、气相色谱确定HDEC标样的结构和纯度，并建立了定量分析方法。进一步采用气质联用对反应的主副产物进行定性分析，推测反应路径。同时，对合成工艺进行反应参数优化，并推测反应机理。结果表明，该反应通过两步实现，首先HDA与DEC反应生成单取代的1-(6-氨基)-六亚甲基单氨基甲酸乙酯(HMEC)中间体，HMEC进一步与DEC羰化反应生成HDEC目标产物，同时反应过程中DEC与HDA以及HMEC反应生成脲类副产物。在最佳反应条件原料DEC与HDA摩尔比为3.5:1、反应温度120℃、无水醋酸锰催化剂用量为HAD初始用量的15%、反应时间5 h、转速400 r/min下，HDA转化率为100%,HDEC收率达89.6%。本研究为非光气法合成六亚甲基二异氰酸酯(HDI)重要中间体HDEC提供理论借鉴
双金属改性ZSM-5-USY复合分子筛催化裂解正己烷制备低碳烯烃
No full text为了获得催化裂解制备低碳烯烃的高效催化剂，以等体积浸渍法制备了系列单金属(Ce,Y,Zr,Mn,Cu)及双金属(ZrCe,Mn-Ce,Y-Ce,Cu-Ce)改性ZSM-5-USY复合分子筛催化剂，通过XRD,NH_3-TPD,BET等方法表征了其物理化学性质，并将所制备催化剂用于催化裂解正己烷。结果表明，催化剂的弱酸量越多，正己烷转化率及C_2～C_4烯烃选择性越高，Zr-Ce共改性分子筛的催化活性较优。水蒸气处理对Zr-Ce/ZSM-5-USY催化剂的酸性及催化裂解产物分布有较大影响，经水蒸气处理的催化剂性能更稳定，可将裂解产物中低碳烯烃的选择性由20.02%(催化剂未经水蒸气处理)提高到57.55%(催化剂经水蒸气处理4 h)。研究了0.25%Zr-0.5%Ce/ZSM-5-USY催化体系的裂解反应动力学，正己烷裂解为一级反应，裂解活化能为88.93 kJ/mol
化学氧化强化湿法冶金清洁生产：进展与展望
No full text湿法冶金具有能耗低、污染小等优点,广泛应用于低品位复杂矿石处理。金属浸出是湿法冶金的首要环节,但存在金属回收率低和反应时间长等问题。化学氧化可加速金属硫化物转化为金属离子或改变金属的价态,有利于后续目标金属的分离富集,在此过程中还可以通过介质强化、外场强化提高金属氧化浸出率。主要介绍了五种典型的低腐蚀性化学氧化剂(Fe~(3+), O_2,H_2O_2, O_3和过硫酸盐),以及相关的协同氧化方法在金属浸出中的应用和机理分析,介绍了加压强化、介质强化、微波和超声等强化方法,对比分析了各方法的优缺点及适用范围。Fe~(3+)广泛应用于硫化矿的酸性浸出,独特的离子对循环使Fe~(3+)可与多种氧化剂形成协同氧化浸出机制。O_2常通过加压强化提升氧化浸出效率,可促进难处理硫化矿氧化分解。H_2O_2氧化性强,氧化产物清洁无污染,受到广泛关注,近年来多用于电子废弃物资源处理领域。臭氧预氧化处理含硫含砷难处理金精矿,可有效解除难浸硫化矿对金的包裹,促进金的溶出。过硫酸盐性质稳定,氧化能力强,可活化生成更高氧化性的活性氧。协同氧化可结合各氧化剂的优点,提高氧化能力,降低综合成本。四种强化方法可为化学氧化过程提供能量、加强传质或提高金属分离选择性,有助于提高金属浸出率,缩短反应时间。展望了化学氧化强化金属浸出技术的发展前景和技术挑战,对湿法冶金清洁生产技术开发有指导意义。要点:(1)化学氧化可缩短浸出时间并提高金属浸出率。(2)化学氧化技术有助于开发清洁的湿法冶金工艺。(3)协同氧化、介质强化和外场强化方法可进一步提高氧化浸出金属的效率
典型大宗工业固体废物产生现状分析及产生量预测
No full text针对大宗工业固体废物产生量大、历史堆存量多的问题，基于历史年份产废量和行业贡献度分析结果，运用灰色GM(1,1)模型预测了2021–2025年特定行业典型大宗工业固体废物产生量。结果表明，尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣、脱硫石膏等6种典型大宗工业固体废物普遍集中产生于1～2个特定行业，且特定行业的贡献程度普遍超过80%。到2025年，我国金属矿采选业尾矿，电力、热力生产和供应业粉煤灰，煤炭开采和洗选业煤矸石，黑色金属冶炼和压延加工业冶炼废渣，电力、热力生产和供应业炉渣及脱硫石膏产生量将分别达到13.46×10~(11)、6.45×10~(11)、15.86×10~(11)、6.21×10~(11)、2.57×10~(11)和2.50×10~(11) kg，较2019年产生量分别增长55%、39%、238%、73%、52%和131%。建议充分考虑以采矿、冶金、电力、热力等产废量较大的行业为治理重点，并合理规划大宗工业固体废物利用处置设施布局和能力建设。本研究结果可为“十四五”时期深入开展“无废城市”建设，科学制订产废行业环境管理政策提供参考
秸秆与粉煤灰共热解复合功能材料用于多金属污染土壤原位修复研究
No full text1研究亮点*提供了一种简易、高效的共热解复合材料制备方法；*该复合材料比传统生物炭具有更强的重金属钝化能力，并有效促进了水稻的生长，具有良好的抗重金属毒性和粮食增产效能。2背景秸秆和粉煤灰，作为典型的农业和工业废弃物，在我国的产生量分别可达8×10~8t/a和6×10~8t/a。秸秆的露天焚烧和粉煤灰的填埋处置方式不仅会造成严重的环境污染问题，还忽视了材料的资源化利用价值。近年来，采用热化学技术制得的秸秆源生物炭在土壤修复领域受到广泛关注
低碳零碳建材是实现碳中和的关键
No full text低碳零碳建材是建材行业源头减碳的主要途径,需要通过原料替代、低碳水泥和新型材料替代水泥来实现建材行业的二氧化碳减排。碳中和是国家重大战略，工业过程二氧化碳排放约占我国碳排放总量的49%（包含工业用电间接排放），是我国实现“双碳”目标的重中之重。要在2060年实现碳中和目标，意味着我国在快速实现工业化的同时
纳滤膜在高盐废水处理中的应用研究进展
No full text高盐废水的处理是目前环境领域研究的重点和难点。纳滤膜可以高效截留水中有机污染物，具有较好的离子选择性，在高盐废水的处理和资源化中具有较好的应用前景。本文总结了近年来纳滤膜技术在高盐废水处理工艺中的应用进展，包括纳滤膜用于预处理、深度处理、组分分离和浓缩4个方面；讨论了纳滤膜处理高盐废水中的难点问题，包括纳滤分离的选择性、膜污染、膜清洗3个问题；并对未来研究方向进行了展望。为推动纳滤膜技术在高盐废水处理中的应用提供参考
大型燃煤锅炉深度调峰关键问题探讨
No full text[目的]随着我国“双碳”目标的制定及构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的迫切需求，可再生能源在电网中的发电比例将逐年提高。但因其自身的随机性及间歇性特点，可再生能源对电网调峰的贡献极其有限。为了提高对可再生能源的消纳能力，具有良好调峰潜力的煤电机组正担负着电网中基础调节能源的重要角色。其中，燃煤锅炉作为煤电机组的前端核心系统，其低（变）负荷运行性能直接影响着煤电机组的整体调峰能力。[方法]为此，文章从燃煤锅炉低（变）负荷运行过程中的燃烧稳定性、运行可靠性、环保性及经济性需求出发，首先总结了大型燃煤锅炉深度调峰所面临的关键问题，并分别从低（变）负荷运行下的燃烧稳定性、机组运行环保性和经济性、主要辅机适应性和安全性及热电机组的热电解耦四个方面，对目前的主要研究内容及进展进行分析总结。[结果]在此基础上，提出对燃煤锅炉调峰能力深度提升技术的研究及发展展望。[结论]通过文章分析得出，为了发挥燃煤锅炉在提升电网调峰能力方面的先发优势，应从燃煤锅炉的整体系统出发，综合开展主要辅机运行状态监测及评估、燃烧性能关键影响因素研究、过程智能优化控制及预测，从而提升燃煤锅炉在低负荷运行、快速启停及升降负荷过程中的综合性能