检索结果-内蒙古大学图书馆

无机盐工业 2023年第5期55卷 78-84页

作者：杨悦朱干宇张建波孟子衡刘鑫辉杨靖颜坤彭宗贵王秋剑李会泉中国科学院过程工程研究所中科院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 华能沁北发电有限责任公司河南焦作454650 北京亘源环保有限公司北京101300 中国科学院大学化学工程学院北京100049

电石渣是电石法生产乙炔过程产生的固体废渣,是替代石灰石制备低碳脱硫剂的良好原料,但应用过程存在杂质含量高、粗颗粒难以分离等问题。针对以上问题,可采用多级旋流杂质分离法分离电石渣中的杂质和大颗粒组分,在优化条件下电石渣旋流... 详细信息

电石渣是电石法生产乙炔过程产生的固体废渣,是替代石灰石制备低碳脱硫剂的良好原料,但应用过程存在杂质含量高、粗颗粒难以分离等问题。针对以上问题,可采用多级旋流杂质分离法分离电石渣中的杂质和大颗粒组分,在优化条件下电石渣旋流分离效率可达93.97%。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对电石渣的形貌、组成和物相进行表征,系统分析电石渣旋流前后组成、粒度变化,并对电石渣中杂质的赋存形态和分布规律进行详细地探讨。研究结果表明,电石渣中钙主要以氢氧化钙形式存在且旋流分离前后含量相差不大,杂质主要包括三氧化二铁、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、硫、碳和水溶性氯离子等;旋流分离后二氧化硅、氧化铝在细渣中富集,并以铝硅酸盐形式存在;三氧化二铁、碳在粗渣中富集,其中碳以单质碳和碳酸盐形式存在;氯、镁含量较低但分布均匀,铝硅分布集中,铝硫分布集中且铝硫颗粒主要嵌在电石渣颗粒上。采用电石渣旋流细渣作为脱硫剂进行烟气脱硫,工业副产脱硫石膏含水率为13.20%,石膏中二水硫酸钙质量分数为90.01%。该研究可为电石渣资源化利用提供参考和借鉴。

关键词：湿法电石渣旋流分离杂质赋存脱硫石膏

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锂离子电池全生命周期碳足迹评价

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化工进展 2024年第12期43卷 6983-6994页

作者：高文芳崔天傲赵新宁崔晗曾献举李华杰卢江华吕龙义孙峙河北工业大学能源与环境工程学院天津300401 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 天津同创云科技术股份有限公司天津300384 中国科学院绿色过程制造创新研究院中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室国家基础学科公共科学数据中心北京100190

随着电动汽车产业的蓬勃发展,锂离子电池作为电动汽车的核心部件,其环境影响和可持续性研究得到了广泛关注。在双碳背景下,基于全生命周期的锂离子电池碳足迹评价已经成为解决锂电池可持续发展的关键问题,不同研究由于锂离子电池材料、... 详细信息

随着电动汽车产业的蓬勃发展,锂离子电池作为电动汽车的核心部件,其环境影响和可持续性研究得到了广泛关注。在双碳背景下,基于全生命周期的锂离子电池碳足迹评价已经成为解决锂电池可持续发展的关键问题,不同研究由于锂离子电池材料、回收技术等差异,研究结果差异较大。本文总结了锂离子电池全生命周期碳足迹的研究进展,对锂离子电池“从摇篮到坟墓”(全生命周期)、“从大门到大门”(生产阶段)、“从摇篮到摇篮”(回收阶段)三个方面进行了总结分析,重点关注了生产阶段与回收阶段,分析发现生产阶段磷酸铁锂电池的碳足迹较低,回收阶段中湿法回收镍钴锰酸锂电池的效益最优,新技术的研发、绿色能源的开发与使用能有效减少锂离子电池全生命周期中生产、使用、回收等阶段的碳足迹。最后,对影响锂离子电池碳足迹的多个因素进行了展望,为锂离子电池的可持续发展与双碳目标的实现提供了依据。

关键词：双碳战略电动汽车锂离子电池全生命周期评价碳足迹分析

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生物基材料核心单体分离纯化技术研究进展

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过程工程学报 2023年第8期23卷 1137-1149页

作者：王坤纪秀玲蔺琨黄玉红郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450000 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

石化基材料生产消耗大量不可再生资源,并对环境造成一定程度污染。而利用可再生资源生产的生物基材料性能可以与石化基材料相媲美,符合绿色、低碳、环保的发展理念,为实现“碳达峰、碳中和”的目标提供强有力的技术支撑。近年来,随着国... 详细信息

石化基材料生产消耗大量不可再生资源,并对环境造成一定程度污染。而利用可再生资源生产的生物基材料性能可以与石化基材料相媲美,符合绿色、低碳、环保的发展理念,为实现“碳达峰、碳中和”的目标提供强有力的技术支撑。近年来,随着国内外政策对生物基材料的支持,生物基材料已成为国内外争相发展的新材料,为生物基材料行业的发展提供了良好的契机。利用生物法生产的生物基材料核心单体具有生产条件温和、价格低廉、绿色环保等优点,但发酵液内成分复杂以及单体浓度偏低,导致分离难度增加,严重制约了生物基材料整个行业的发展。生物基材料生产要求单体纯度高,少量杂质会影响生物基材料的外观性能。现有的生物基材料核心单体的分离研究及应用中,充分发挥化工分离技术的优势,开发出了获得高纯度生物基材料核心单体的分离纯化工艺。本综述介绍了生物基材料的生产现状,综述了近年来几种应用广泛的生物基材料核心单体分离纯化技术的研究进展,分析了目前分离技术的优缺点,最后对生物基材料核心单体分离纯化技术的发展趋势进行了展望。要点:(1)介绍了目前全球生物基材料行业的生产状况,以及对生物基材料核心单体的需求。(2)阐述了目前生物基材料核心单体分离面临的问题。(3)总结了生物基材料核心单体的分离纯化技术,对未来生物基材料核心单体的分离进行了展望。

关键词：生物基材料核心单体发酵液分离纯化

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土壤调理剂界面改性对黄灌区盐碱离子迁移特性的影响

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水土保持通报 2023年第6期43卷 98-105,114页

作者：陈翔宇魏江生马淑花王晓辉刘晨旭欧彦君内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室内蒙古呼和浩特010018 中国科学院绿色过程与工程重点实验室(中国科学院过程工程研究所) 北京100190 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

[目的]通过调理剂进行亲水和疏水处理,探究调理剂不同界面特性对黄灌区土壤水盐运移规律的影响,揭示粉煤灰基土壤调理剂对盐碱地的改良机理,为不同类型盐碱地改良提供科学参考。[方法]以宁夏回族自治区苏打盐碱土为例,设置土柱试验探究... 详细信息

[目的]通过调理剂进行亲水和疏水处理,探究调理剂不同界面特性对黄灌区土壤水盐运移规律的影响,揭示粉煤灰基土壤调理剂对盐碱地的改良机理,为不同类型盐碱地改良提供科学参考。[方法]以宁夏回族自治区苏打盐碱土为例,设置土柱试验探究调理剂改性前后土壤中不同盐离子在空间上的运移规律。[结果]添加未改性调理剂、亲水改性调理剂、疏水改性调理剂后,表层脱盐率分别为79.72%,59.91%和84.79%,远高于未加调理剂的12.64%。较添加未改性调理剂组相比,亲水性处理组含水量提高6.59%,全盐量提高了47.13%;疏水性处理组土壤含水量降低了0.67%,全盐量降低了25.22%;pH值分别从10.5降低至8.08,8.71;表层Na^(+)含量分别降低10.39%和30.46%,K^(+)含量分别降低10.22%和45.93%。[结论]调理剂的界面特性可显著影响土壤中水盐运移。疏水处理更能提升调理剂对盐碱地的改良效果,强化盐分随土壤水的下渗对盐碱地改良更为重要。

关键词：盐碱地界面改性粉煤灰土壤调理剂水盐运移

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陶瓷膜孔道内尘粒沉积及脱附的模拟

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工程科学学报 2021年第11期43卷 1543-1551页

作者：熊瑞张佳钰闫明伟孙广超刘开琪中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院南京211135

陶瓷膜是过滤高温含尘烟气最有效的材料之一,其过滤性能和再生性能与尘粒在陶瓷膜孔道内的沉积和脱附机制相关.本文建立了不同孔隙率的陶瓷膜物理模型,然后结合连续性方程、动量方程和能量方程,设定边界条件以及沉积条件,模拟了陶瓷膜... 详细信息

陶瓷膜是过滤高温含尘烟气最有效的材料之一,其过滤性能和再生性能与尘粒在陶瓷膜孔道内的沉积和脱附机制相关.本文建立了不同孔隙率的陶瓷膜物理模型,然后结合连续性方程、动量方程和能量方程,设定边界条件以及沉积条件,模拟了陶瓷膜过滤和脉冲反吹时,高温烟气的流动以及尘粒的沉积与脱附过程.结果表明,过滤速度较低和陶瓷膜孔隙率较高时,尘粒易于沉积在陶瓷膜孔道内;脉冲反吹时,增加反吹压力,延长反吹时间,尘粒易于从陶瓷膜孔道脱附.采用厚度为20 mm,长度为1.5 m,孔隙率为40%的陶瓷膜管过滤温度为1000℃,流速为1 m·min-1,压力为0.1 MPa的含尘烟气时,反吹气压力应不低于0.3 MPa,反吹时间不短于0.02 s,尘粒脱附时间在13 s,脉冲反吹时间间隔应高于452 s.

关键词：陶瓷膜过滤反吹沉积脱附

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多尺度离散模拟在钢铁行业技术研发中的应用

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过程工程学报 2022年第10期22卷 1308-1316页

作者：徐骥葛蔚王利民李静海中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190

为实现“双碳”目标,钢铁行业正面临紧迫的转型升级,高精度、高效率的数值模拟在推动其工艺智能化和绿色化方面可以发挥重要作用。本工作讨论了基于问题、模型、软件和硬件逻辑与结构一致的EMMS范式实现高性能多尺度离散模拟的可能。概... 详细信息

为实现“双碳”目标,钢铁行业正面临紧迫的转型升级,高精度、高效率的数值模拟在推动其工艺智能化和绿色化方面可以发挥重要作用。本工作讨论了基于问题、模型、软件和硬件逻辑与结构一致的EMMS范式实现高性能多尺度离散模拟的可能。概述了相关软件在钢铁行业设备结构和操作条件优化方面的初步应用,包括铁矿石原料分选、烧结矿竖冷炉结构优化、钢渣滚筒处理优化和炼铁高炉操作优化等,展示了该模拟方法在钢铁行业的应用潜力,并展望了进一步结合在线测量、人工智能、人机虚拟交互和在线控制实现钢铁行业虚拟过程工程的前景。

关键词： EMMS范式多尺度离散模拟虚拟过程工程钢铁行业

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钕铁硼废料循环利用技术现状与展望

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材料导报 2021年第3期35卷 3001-3009页

作者：李世健崔振杰李文韬王东王志中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院赣江创新研究院赣州341119

钕铁硼磁体是重要的稀土功能材料。随着新能源汽车、风力发电、电子信息等行业的快速发展,对钕铁硼磁性材料的需求量逐年增加。我国是世界上最大的钕铁硼生产国,2018年产量达17万t,占世界总产量近90%。钕铁硼在生产过程中会产生约30%的... 详细信息

钕铁硼磁体是重要的稀土功能材料。随着新能源汽车、风力发电、电子信息等行业的快速发展,对钕铁硼磁性材料的需求量逐年增加。我国是世界上最大的钕铁硼生产国,2018年产量达17万t,占世界总产量近90%。钕铁硼在生产过程中会产生约30%的废料。此外,每年也会产生大量因达到使用年限而报废的磁体。这些废料中含有20%~30%的稀土元素,是宝贵的二次资源,对其进行循环再利用,不仅有利于环境保护,同时也有助于促进稀土产业的可持续发展。不同来源的废料成分特点差别较大,因而采用的处理方法也有所差别。目前的研究方向主要有两个:(1)从废料中回收稀土元素;(2)利用废料进行磁体再生制造。其中稀土回收方法主要包括湿法和火法两大类。如何实现稀土再生产品质量与环境友好度、经济性的有机统一,是钕铁硼废料循环利用领域的热点与难点。湿法回收工艺包括盐酸全溶法、盐酸优溶法、硫酸复盐沉淀法等,其共性特点为通过控制p H值,将稀土与其他元素分离;通过多级萃取得到单一稀土化合物,之后采用沉淀剂将稀土转化为盐类,经焙烧后得到单一稀土氧化物。此类方法对原料适应性强,稀土产品纯度高,但流程长、对环境不友好。火法回收工艺包括氧化法、氯化法、液态合金提取法等,其原理是基于稀土元素、其他元素与氧、氯、合金元素结合能力的差异性。此类方法流程短、对环境相对友好,但通常得到的是混合稀土化合物,产品纯度较低,且尚未实现工业化。近年来,国内外发展了诸多回收新方法,如电化学法、离子液体法、水解法等,但均处于起步阶段。其中通过电解法、水解法得到混合稀土化合物,离子液体法具有分离效率好、体系稳定性高等优点,具有一定发展前景。短流程再生制造主要包括氢爆法、掺杂法、热压法等,此类方法流程短、对环境友好,但再生磁体磁能积往往会有一定程度降低,从而限制其进一步应用。如何保证再生磁体的磁性能是未来再生制造发展的重点。本文首先对钕铁硼废料产生的途径及成分特点进行简要介绍,然后综述了各种循环处理方法(湿法、火法、回收新方法、短流程再生制造)的研究现状及问题,并对未来的发展趋势进行了展望,以期为钕铁硼废料的综合利用提供一定参考。

关键词：钕铁硼废料循环利用湿法火法再生制造稀土资源

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粉煤灰基土壤调理剂作用下盐碱土壤微观结构变化规律

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过程工程学报 2022年第3期22卷 357-365页

作者：董少文马淑花初茉王晓辉王月娇刘晨旭韩凤兰中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国科学院绿色过程与工程重点实验室(中国科学院过程工程研究所) 北京100190 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 北方民族大学材料科学与工程学院宁夏银川750021

以宁夏银北地区典型盐碱土壤为研究对象,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、比表面全自动物理吸附仪(BET)以及扫描电子显微镜(SEM)等测试技术对粉煤灰基土壤调理剂作用下盐碱土壤颗粒微观结构进行研究和系统表征。结果表明,利用调理... 详细信息

以宁夏银北地区典型盐碱土壤为研究对象,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、比表面全自动物理吸附仪(BET)以及扫描电子显微镜(SEM)等测试技术对粉煤灰基土壤调理剂作用下盐碱土壤颗粒微观结构进行研究和系统表征。结果表明,利用调理剂改良后土壤矿物的主要成分未发生改变,但是添加调理剂后土壤有新晶相方解石生成;土壤的pH值大幅降低,由9.01降低到7.66;土壤红外吸收变化较小,Si-O-Si和有机质吸收峰略有增强;随着调理剂的增加,土壤小颗粒开始团聚,孔隙率逐渐增加,以添加2.5wt%组为例,15天后样品孔隙率达到21.30%,30天后样品孔隙率达到25.29%,约为未添加调理剂组的两倍;土壤颗粒的比表面积略有增加,30天后由初始的23.06 m;/g增加到25.55 m;/g。

关键词：盐碱地土壤结构粉煤灰土壤调理剂

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ZSM-5基复合分子筛催化裂解制低碳烯烃研究进展

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现代化工 2024年第2期44卷 52-57页

作者：白鑫睿谭磊王慧焦念明张涛公茂明王军王红岩南京工业大学化工学院江苏南京211816 中国科学院绿色过程制造创新研究院中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 惠州市绿色能源与新材料研究院广东惠州516081

系统介绍了ZSM-5基复合分子筛的合成方法;针对典型的核-壳结构和微-介孔结构,阐述了复合结构对其孔隙结构、酸性质和水热稳定性等的调控方法和规律。在此基础上,详细综述了复合分子筛在甲醇、轻烃、生物质及其混合原料催化裂解制低碳烯... 详细信息

系统介绍了ZSM-5基复合分子筛的合成方法;针对典型的核-壳结构和微-介孔结构,阐述了复合结构对其孔隙结构、酸性质和水热稳定性等的调控方法和规律。在此基础上,详细综述了复合分子筛在甲醇、轻烃、生物质及其混合原料催化裂解制低碳烯烃领域的应用,提出复合分子筛催化材料未来发展前景。

关键词：催化裂解 ZSM-5 复合分子筛多级孔结构低碳烯烃

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废旧航空铝材涂层的热分解与成分调控再生

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材料导报 2021年第1期35卷 23-29页

作者：钱国余王志孙峙刘春伟严鹏程中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室中科院绿色过程与工程重点实验室北京100190 波音(中国)投资有限公司北京100027

废旧航空铝合金混合废料中的无机盐涂层和合金中锌含量高是造成其绿色、高效再生利用难的主要原因,采用热重、焙烧-洗涤等手段研究了含无机盐涂层特征及热分解去除机理,利用计算、真空-电磁耦合强化等方法探究了真空-电磁场下铝合金熔... 详细信息

废旧航空铝合金混合废料中的无机盐涂层和合金中锌含量高是造成其绿色、高效再生利用难的主要原因,采用热重、焙烧-洗涤等手段研究了含无机盐涂层特征及热分解去除机理,利用计算、真空-电磁耦合强化等方法探究了真空-电磁场下铝合金熔体中锌(Zn)挥发去除规律,提出了焙烧-洗涤与真空-电磁强化回收废旧航空铝材的新方法。涂层特征及分解研究表明,含BaCrO 4和SrCrO 4等无机盐涂层热分解经历高分子有机物-烧焦物-无机薄膜的过程,无机薄膜与龟裂状铝合金表面紧密附着造成了其难以通过清水洗涤去除,通过15%稀硝酸对龟裂状表面破坏以及对无机盐的侵蚀,实现了无机盐涂层的深度去除,铝合金表面Cr、Ba和Sr等无机组分平均含量降低到0.1%以下。真空-电磁除Zn研究表明,在除Zn过程会同时去除有益元素镁(Mg),升高温度(750~900℃范围内)会强化Zn和Mg去除,Zn相对Mg更易去除,900℃下保温60 min时二者质量分数分别降低至0.03%和0.05%左右。进一步对比研究了50 Hz和200 Hz两种频率,发现200 Hz高频与高功率(10 kW)更有利于Zn的快速深度去除,Zn的去除速率在10 min内分别增加至0.28%/min(50 Hz时为0.28%/min)。以2024和7075废旧航空铝材质量比为1∶1的混合废料为对象,采用焙烧-洗涤与真空-电磁强化回收废旧航空铝材的新方法,制备出满足2024铝合金成分要求的铝合金。

关键词：废旧航空铝合金 2024铝合金无机盐涂层真空除Zn 电磁强化控氧熔炼精炼

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