桦甸油页岩半焦基础理化特性

油页岩半焦是油页岩干馏的主要副产物,半焦的合理利用是油页岩综合利用的基础。利用自建的实验台制备了吉林省桦甸3个矿区油页岩半焦样品,采用X射线衍射仪分析半焦样品的矿物组分,采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定了半焦样品中部分痕量元素的含量并分析其富集特性,采用热重分析仪详细研究了各半焦样品的燃烧特性,测定了油页岩半焦的灰分特性、比热、密度、导热系数、可磨性等物性参数。研究表明:桦甸油页岩半焦属于高灰分、低热值和具有中等程度结渣倾向的劣质燃料;半焦中含有较多的石英、方解石、伊蒙混层等矿物质;半焦中痕量元素含量相对较高,并且表现出强富砷特性。利用燃烧实验数据建立的半焦燃烧动力学模型表明,半焦燃烧反应在不同的温度范围内具有不同的反应级数。     

活性半焦低温催化氧化NO的研究

制备了活性半焦催化剂用于在低温下将NO氧化为NO2。通过水热活化、高温活化、酸活化、碱活化以及组合活化等多种活化方法对原半焦进行活化改性,以提高半焦的催化氧化性能。利用酸碱滴定、Boehm滴定、SEM、BET、FT-IR等方法对活性半焦的物化性质进行了表征。采用固定床反应器测定活性半焦催化氧化NO的能力,其反应条件为:温度70℃、空速600 h-1、O2和NO浓度分别为5%和443 mg/m3。将活性半焦催化氧化NO的催化性能与其物化性质进行了关联,结果表明:半焦上的羰基官能团和碱性官能团共同作用于NO的吸附氧化过程,NO在羰基上被吸附并氧化,碱性官能团则协助氧化产物NO2迁移出羰基活性位并将NO2储存在碱性官能团上,使羰基活性恢复。根据以上理论所制备的经过碱活化和高温活化的催化剂硝容最大,可达1.01%。     

油页岩低温干馏不同阶段的产物特征

对东北地区典型盆地油页岩样品进行分阶段低温干馏加温实验,分析油页岩的最佳产油区间和最佳加温方式。低温干馏产物(页岩油、半焦、水分、气体损失物)的变化规律表明低品质油页岩在整个低温干馏过程中出油率缓慢递增,因此可以采用传统的低温干馏加温方式。中等、优等品质油页岩在Ⅰ-Ⅱ阶段出油率变化不明显,Ⅲ-Ⅳ阶段出油率增加最快,绝大多数油页岩在Ⅵ阶段出油率几乎不再发生变化,因此中等、优等品质油页岩的低温干馏可以采用Ⅴ阶段加温方式,该加温方式的提出既可获得较高含量的页岩油,又可提高半焦的附加利用值。     

rGO-TiO_2/ASC新型光催化剂用于烟气光氧化脱硝性能研究

采用一步溶剂热法制备了活化半焦负载还原氧化石墨烯掺杂二氧化钛新型负载型光催化剂,即rGO-TiO2/ASC。分别考察了高温水汽活化方法和还原氧化石墨烯rGO掺杂量对光催化脱硝性能的影响,并进一步探究光照条件、烟气氧含量和烟气湿度对NO氧化脱除的作用,得出新型负载型光催化剂rGO-TiO2/ASC光催化脱硝过程主要过程。结果表明,5%水汽高温活化半焦ASC的脱硝效率最高,反应4h后可达52%。rGO负载量为8%时,负载型光催化剂rGOTiO2/ASC脱硝性能4h后转化率达70.68%。有无O2对脱硝率影响较大,有无光照对其影响次之。无H2O时,脱硝率呈现先平稳后下降的趋势。新型负载型光催化剂rGO-TiO2/ASC的脱硝过程由光催化活性组分rGO-TiO2/ASC的光催化氧化和载体部分ASC的常规氧化两部分组成。     

龙口油页岩半焦和煤混合燃烧特性研究

通过对龙口褐煤、油页岩和半焦进行混合试验,研究了混合前后发热量、挥发分、灰分、水分、硫分和灰熔融性软化温度的变化特征,掌握了性价比最高的最佳配比,为小颗粒油页岩、煤和半焦的混合燃烧发电提供了科学依据。     

白泥超轻陶粒的制备与性能研究

以一种即将工业化的固体废弃物白泥为原料,一种膨胀性黏土黑棉土为助熔剂,油页岩半焦为发泡剂成功制备出一类新型陶粒,产品满足GB/T17431-2010中给定的超轻陶粒标准。给出实验优化条件,即:原料配比为7:7:6(白泥:黑棉土:油页岩半焦),最佳烧结制度为450℃下预烧15 min后升温至1230℃,烧结15 min。探究了膨胀陶粒的烧结工艺与原始物料成分适用关系,烧结过程中的物相转变规律,并修正了Riley相图有关制备发泡陶粒的成分范围。实验结果表明:所制备的陶粒堆积密度为355 kg/m^3、密度等级400级、吸水率为10.22%、孔隙率为49.06%。采用了热重(TG)、偏光显微镜(OLYMPUS)和扫描电镜(SEM)等表征方法对陶粒孔的形成过程进行了研究。