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目录

1. 第一篇冶金环保论文范文参考：转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究
2. 第二篇冶金环保论文样文：工业园生态化建设方法与应用研究
3. 第三篇冶金环保论文范文模板：基于高温熔盐化学的减碳和固碳技术研究
4. 第四篇冶金环保论文范例：Ag/LSCO电接触复合材料的制备及其性能研究
5. 第五篇冶金环保论文范文格式：紫茎泽兰微波热解行为及产物综合利用研究

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第一篇冶金环保论文范文参考：转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究

钢铁行业是一个高消耗、高污染行业,钢铁生产流程中产生的冶金粉尘是主要的污染源之一.冶金粉尘中含有铁、碳、锌等元素,具有回收利用价值.目前,回收冶金粉尘中有价元素的主要方法是将粉尘收集后返回烧结工艺,制成烧结矿,作为高炉炼铁的原料,回收粉尘中的铁、碳元素.但是由于粉尘中的锌易挥发,会在高炉中循环富集,影响高炉操作,降低高炉寿命.因此,只有少量低锌粉尘能采取这种方法处理,大量的粉尘由于得不到有效处理,只能采取堆放或者填埋处置.这样的处置方式不仅占用了大量的土地面积,而且还会带来一系列环境问题.随着环保政策的日益严格,寻找一种适合处理钢铁行业冶金粉尘的工艺变得越来越迫切.转底炉直接还原工艺在处理冶金粉尘方面有诸多优点,不仅可以有效回收粉尘中的铁、碳、锌资源,而且该工艺可靠性高、易于操作和维护、工艺灵活、二次污染小、投资省,得到国内外钢铁行业的广泛关注.转底炉的工作过程十分复杂,涉及到炉底含碳球团的直接还原、炉内烟气的流动、传热传质、煤气的燃烧等,目前对该工艺的研究还不是很充分,进一步开展相关的研究工作对钢铁行业的可持续发展具有重要意义.本文采用数值模拟手段,通过建立相关数学模型来系统研究转底炉直接还原工艺.

首先,以冶金粉尘含碳球团为研究对象,建立了单个含碳球团直接还原过程一维非稳态数学模型.在模型中考虑了球团还原过程中的传热传质,铁氧化物的还原、氧化锌的还原、碳气化反应,孔隙率和物性参数的变化.模型控制方程的离散采用控制容积积分法,离散方程的求解采用TDMA算法.为了验证模型的正确性,本文搭建了含碳球团直接还原实验平台,实验中采用化学分析方法得到球团还原过程中化学成分的变化,模型计算结果和实验结果吻合较好,说明本文建立的单球模型是可信的.模型计算结果表明：在含碳球团直接还原过程中,球团表面和中心点存在温差.反应初始阶段,含碳球团直径越小,金属化率和脱锌率升高得越快,反应后期,含碳球团金属化率随着球团直径的减小而降低,球团直径对最终脱锌率的影响小于对最终金属化率的影响.碳氧比为0.6-1.0时,随着碳氧比的升高,球团最终金属化率明显升高.当球团碳氧比为1.0-1.2时,增大球团碳氧比,球团金属化率升高幅度降低,碳氧比对球团脱锌率的影响不明显.在本文的计算条件下,影响球团金属化率的主要因素按其重要程度排序依次为：炉膛温度,球团直径,反应时间,碳氧比；影响球团脱锌率的主要因素按其重要程度排序依次为：炉膛温度,反应时间,球团直径,碳氧比.

其次,在详细分析了料层在转底炉中传热特点的基础上,以单个含碳球团直接还原数学模型为基础,建立了料层直接还原过程数学模型.在模型中不仅考虑了含碳球团还原过程中的传热传质、化学反应、孔隙率和物性参数的变化,还考虑了上层球团对下层球团的辐射遮蔽效应以及炉底对底层球团的加热作用.控制方程的离散采用控制容积积分法,离散方程的求解采用交替方向隐式算法.模型计算结果表明：义排方式有利于提高料层的平均温度,从而提高料层金属化率和脱锌率.随着炉膛温度的升高,料层金属化率迅速增加,温度对料层脱锌率的影响比对金属化率的影响要小.不同层含碳球团的还原是不同步的,随着加热时间的延长,不同层含碳球团金属化率和脱锌率的差距逐渐缩小.料层脱锌反应同步性要优于铁氧化物还原反应,在实际工业应用中,如果工艺只对冶金粉尘脱锌率有较高的要求,可以适当缩短加热时间和提高料层厚度,不仅可以降低能耗,提高转底炉产能,还可以防止由于加热时间过长造成上层球团再氧化现象的发生.

最后,以某公司试验转底炉为研究对象,建立了转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程耦合数学模型.该耦合数学模型包括两个子模型,分别是料层直接还原过程子模型和炉膛传热传质与燃烧过程子模型.耦合模型中将炉底料层假设成与之厚度相同的多孔介质,并且.将料层还原吸收的热量和释放的CO气体作为多孔介质区域的源项.反应吸热量和CO释放量通过料层直接还原过程子模型计算,并借助CFD商业软件Fluent二次开发平台,采用C语言编写用户自定义函数(UDF),将料层反应吸热量和产生的CO气体作为炉膛传热传质及燃烧过程子模型的能量源项和质量源项.通过对比模型计算结果和现场测试结果验证了模型的正确性.模型计算结果表明：测试工况下,炉膛上部烟气流速高于料层附近烟气流速,并且从烧嘴喷口喷出的气体倾斜向上,这对维持料层附近的还原性气氛是有利的.炉膛内部会出现烟气回流,这有利于CO的二次燃烧.由于料层反应过程吸热会造成炉底料层附近温度偏低.炉膛内的CO主要集中在还原1段、还原2段的炉膛底部.当球团碳氧比为0.6-1.0时,球团还原过程中释放出的CO气体量和反应吸收的热量随球团碳氧比的增加而明显增加,当球团碳氧比达到1.0后继续增加球团碳氧比对提高CO的释放量和反应吸热量的影响不明显.在不改变炉膛空、煤气供入量的条件下,碳氧比为0.6工况下的炉膛温度小于碳氧比为0.8-1.2的工况,碳氧比为0.8工况下的炉膛温度略小于碳氧比为1.0的工况,碳氧比为1.0和1.2两种工况下,炉膛温度几乎相同.

本文的研究工作为转底炉的设计及工艺的优化奠定了理论基础,也为转底炉直接还原工艺在我国的发展和成熟提供了技术指导.

第二篇冶金环保论文样文：工业园生态化建设方法与应用研究

工业生态学是一门新的交叉学科,其在实践中的应用体现为生态工业、生态工业园和循环经济建设与发展研究.工业园区作为工业集中发展区,在促进区域发展中起着很大的带动作用,但同时又产生了较为严重的资源与环境问题.利用工业生态学思想,改造现有工业园,既可进一步增强工业园的活力,又可促进园区发展与资源环境的协调.本文在全面查阅工业清洁生产、工业生态学、生态工业园及循环经济等文献的基础上,较为深入地探讨了工业园生态化建设的理论与方法,以韩城市龙门工业园区为例进行了工业园区生态化建设实证研究.取得了以下成果：

(1)全面分析了工业生态学、生态工业、生态工业园和循环经济的研究层次、研究内容、研究方法和发展趋势,指出基于工业园区的生态工业园建设是工业园区的发展方向,不断深化生态工业学理论、生态工业园及循环经济建设实践与方法研究是实施工业可持续发展的必要途径.

(2)从工业园的特点和工业园区改造的必要性,探讨了工业园生态化改造的理论基础和思想、方法,指出生态学理论、工业生态学理论、景观生态学理论和清洁生产理论是工业园生态化改造的理论基础,物质集成、能源集成、水集成、技术集成、信息共享和设施共享是工业园生态化改造的基本方法.

(3)提出了企业内部生态耦合、企业之间生态耦合、园区与区域生态融合、信息系统与政策保障等工业园生态化建设的系统构架,以及园区企业清洁生产推进、生态链接与产业发展、环保基础设施与景观生态建设、园区管理信息系统及管理政策建设等工业园生态化建设方法.

(4)提出了基于企业清洁生产评价标准和灰色关联分析方法的园区清洁生产推进企业筛选方法；提出了以物能代谢分析为基础的再循环和再利用率、原料生产力和污染物排放率等园区工业代谢度量指标；理清了主要污染物识别、废弃物资源化途径寻找与论证及生态链网优化、生态连接效果评价等园区生态链网构建与产业发展方案的制定方法；提出了基于环境容量分析的园区环境整治和环保基础设施建设思路；按照景观生态学思想,提出了园区景观生态建设原则和要求.

(5)通过韩城市龙门工业园实例分析研究,指出代谢产物大量富余是园区的基本特征,以废弃物综合利用为对象是园区生态化改造的核心.通过分行业清洁生产水平分析,提出了园区分行业清洁生产推进计划；以园区主要废弃物利用为对象,提出了园区总体链接模式,冶金、电力、煤化工及建材等行业企业群落链接模式及产业发展规划.以大气环境容量计算为基础,提出了大气污染物排放控制措施；制定了污水处理厂和固体废弃物处理与处置场建设规划及园区景观生态建设思路.

第三篇冶金环保论文范文模板：基于高温熔盐化学的减碳和固碳技术研究

全球气候和环境的恶化刺激了可再生/清洁能源和节能减排技术的需求和发展,开发低碳、高效、环保的生产技术、探索CO2固定和资源化转化方法、研究资源高效循环利用和新能源技术是实现CO2减排的重要途径.高温熔盐是-类热的离子导体和优良的(电)化学反应媒质,具有液态温度范围宽、热容量大、电导率高、电化学窗口宽、高温反应动力学速度快和可提供特殊反应微环境的特点,在材料制备、电化学冶金、核燃料循环、废物处理等方面已发挥重要作用.近年来一些以高温熔盐为介质的短流程冶金技术(如熔盐电解固态氧化物冶金)和新能源技术(如以熔盐为媒质太阳能热发电技术、液态金属电池大规模储能技术)正蓬勃发展.本论文对熔盐电解低碳冶金的关键技术(惰性阳极技术)、以熔盐为媒质的CO2与废弃生物质的资源化技术、纳米能源材料的熔盐电化学低能耗制备技术开展了创新研究,以探索新的熔盐化学减碳、固碳之路.主要研究工作和结果分述如下：

(1)在CaCl2基熔盐中电化学还原固态氧化物是近十余年来在国际上广受关注的一种流程短、能耗低的新型冶金技术,但由于缺少高温惰性析氧阳极,目前多采用碳阳极进行电解,不可避免产生CO2和其它有害气体.论文第二章针对镍基合金在CaCl2基熔盐中的阳极行为和作为熔盐中惰性阳极的可行性开展了系统研究,通过热力学计算比较了不同金属及其氧化物在熔盐中的稳定性,构建了熔盐中电位-金属稳定序列图,理论上金属在CaCl2熔盐中的电化学稳定性顺序为La、Ce、Hf、Al、Zr、Ti、Zn、Si、Nb、V、Sn、 Ag、Ni、W、Mo、Ir、Pt、Ru、Au.测量了多种过渡金属在含有不同浓度氧离子的氯化物熔盐中的极化曲线,发*属材料在熔盐中的稳定性规律为：Fe、Cu、Ag、Co、Ni、Mo、Pt.建立了测试氧化物在氯化钙熔盐中溶解度的方法并考察了温度和氧离子浓度对氧化物溶解度的影响,发现NiO的溶解度随熔盐中CaO浓度升高而下降,而Fe2O3的溶解度则上升,从而揭示了CaCl3-CaO熔盐中氧化物溶解的两种不同机制.在此基础上,熔炼了多种镍合金并考察了它们在熔盐中的电化学稳定性.基于阳极极化条件下该熔盐体系的高侵蚀性,提出了“镍基合金-碳酸盐-YSZ(氧化钇稳定的氧化锆陶瓷)”复合惰性阳极的构造并用之电解制备金属钽粉和氧气.

(2)钢铁冶金工业年排放十多亿吨温室气体,而铁的还原电位相对较正.鉴于高温氯化物熔盐的强腐蚀性,论文第三章提出并研究了以熔融碳酸盐为电解液、以镍基合金为惰性阳极、以固态氧化铁为阴极的金属铁提炼技术.在750°,C的Na2CO3-K2CO3二元熔盐中利用镍基合金惰性阳极成功电化学分解Fe2O3制备了金属铁和氧气.考察了电解的阳极和阴极过程,发现阴极的还原经历了中间氧化物的形成和铁还原两个过程,镍合金在阳极极化条件下表面原位生成高温导电的铁酸镍(NiFe2O4)保护膜从而保持工作稳定性.在碳酸盐中电化学还原氧化铁制备金属铁和氧气的阴极电流效率可达95%,实验条件下电解能耗为每公斤铁耗电2.87kWh.

(3)在熔融碳酸盐中以氧化铁为原料零排放制备铁与氧气的基础上,论文第四章研究了熔融碳酸盐捕集CO2并将之电化学分解为碳和氧气的CO2资源化技术.在500℃的Li2CO3-Na2CO3-K2CO3三元熔盐中以SnO2为惰性阳极、以CO2气体为原料可制备高比表面积的碳粉和氧气；考察了电解电压对电流效率和能量效率的影响,发现当电解电压控制在3-4V时,阴极电流效率可达75%以上,每公斤碳粉制备能耗低于30kWh；电解制得碳粉为无定形碳,以之为电极材料制备超级电容器电极在lmol L-1H2SO4溶液中以2A/g的电流密度充放电,电化学电容都可以达到200F/g以上,对Cr(VI)的吸附容量可达167mg/g.论文初步探讨了电化学沉积碳的机理,其包括CO2直接电化学还原沉积过程和CO2溶解转化再电化学沉积过程.实验结果揭示了熔盐捕集-电化学转化是实现二氧化碳高附加值资源化的一条有效途径.

(4)植物可通过光合作用固定二氧化碳,但废弃生物质的燃烧又会产生温室气体.高温熔盐是良好的太阳热能吸收媒质并能提供高温无氧的反应环境,论文第五章研究了高温熔盐转化废弃生物质制备高附加值碳材料的方法,以充分发挥植物的固碳作用和利用太阳热能.实验系统考察了熔盐的组成、温度和生物质种类对产物收率和性能的影响.在CaCl2、CaCl2-NaCl、Na2CO3-K2CO3、Li2CO3-Na2CO3-K2CO3熔盐中成功高温裂解生物废料制备了具有高电化学电容的碳粉,且所得的碳粉对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附能力.研究表明Na2CO3-K2CO3是较为理想的熔盐处理介质,处理温度越高所得碳粉的电容越大,熔盐的存在对于碳的成孔有重要促进作用.处理稻谷壳所制得碳粉在0.5A/g的充放电电流密度下电容值可达186F/g,处理稻杆所得的碳粉在酸性介质中对Cr(Ⅵ)的吸附容量为35.4mg/g,去除率为99.5%以上

(5)发展新能源技术是减碳的重要途径,其中新型能源材料是关键技术之一,而往往容易被忽视的一个重要问题是能源材料的制备本身是否低碳低能耗.论文第六章在600℃的CaCl2-NaCl熔盐中首次电解固态偏硼酸钙(CaB2O4)一步制备了纳米CaB6,研究了其作为碱性电池负极材料的性能,结果证明纳米CaB6在250mA/g的放电电流密度下具有2400mAh/g的放电容量,是锌电极理论容量的3倍.实验发现纳米化对硼化钙的活性具有重要影响,其放电容量随着粒径的减小而增大.电解还原偏硼酸钙制备纳米CaB6的电流效率为44%,能耗为34.9kWh/kg-CaB6.实验还首次在熔盐中电化学固态还原GeO2制备了锗纳米线及多孔锗,提出了它们的生长机理：锗纳米线可能按照固-液-固(SLS)的生长方式生长,多孔锗的形成过程经历了“GeO2电化学还原-Ca的嵌入-化学溶解脱合金”的过程.熔盐中电解还原GeO2制备锗纳米线的电流效率可达86%,能耗仅为3.26kWh/kg-Ge.实验还发现以锗为电极材料,在600℃的CaCl2-NaCl熔盐中具有三个可逆的充放电平台,在5A/g的电流密度下放电容量可达570mAh/g,充放电循环性能良好,是一类具有应用前景的钙离子热电池材料.

第四篇冶金环保论文范例：Ag/LSCO电接触复合材料的制备及其性能研究

电接触材料及元件作为电器工业的核心基础,担负着接通与分断电流的任务,其性能直接关系到整机设备的通断容量、使用寿命和运行可靠性.Ag/CdO电接触材料因其接触电阻低、抗熔焊、耐电弧侵蚀等优良性能曾经得到广泛应用,享有“万能触点”的美誉.近年来,Cd对人体和环境的危害引起人们的重视,环保型替代材料的开发受到学术界与产业界普遍关注,其中Ag/导电陶瓷复合材料体系已成为环保型电接触材料研究的一个重要方向.

本研究分别采用固相法和溶胶凝胶法制备了La0.5Sr0.5Co03-δ (LSCO)微米、纳米颗粒,并比较分析了LSCO纳米颗粒作为电接触材料增强相的潜在优势；分别采用水热法和静电纺丝法制备了LSCO微球及LSCO纤维.为进一步改善LSCO与Ag之间的界面性能,采用机械球磨技术、水热法及静电纺丝法分别对上述制备的三种不同形貌的LSCO粉体进行表面载银改性.在此基础上,将获得的LSCO粉体应用于Ag/LSCO电接触材料制备,考察了不同形貌的LSCO增强相及其载银方法对Ag/LSCO电接触材料性能的影响.最后,对Ag/LSCO电接触材料的电弧侵蚀行为及机理进行了研究.全文主要研究内容和结论如下：

(一)分别采用固相法、溶胶凝胶法、水热法和静电纺丝法制备LSCO陶瓷粉体,系统考察络合剂种类、用量、pH值、前驱体浓度、反应时间、反应温度、热处理工艺等因素对LSCO陶瓷粉体结构形貌的影响,以实现对不同形貌LSCO陶瓷粉体的可控制备.研究结果表明：(1)在LSCO颗粒的制备过程中,固相法和溶胶-凝胶法都适用于制备La1-xSrxCoO3-δ(x等于0.1-0.7)颗粒.与固相法相比,溶胶-凝胶法可制备出平均粒径在50nm左右的LSCO纳米颗粒(LSCOP),并且在700～950℃温度(接近Ag熔点960℃)范围内会发生分解,释放02,更适宜作为银基电接触材料的增强相.(2)在水热法制备LSCO微球(LSCOS)的过程中,当柠檬酸与金属离子总量的摩尔比为2：1,反应温度为180℃,反应时间为30h时,可获得平均粒径为5～10μm、纯度较高、分散性较好的LSCO微球.(3)在静电纺丝法制备LSCO纤维(LSCOf)的过程中,采用平均分子量为1300000的PVP配置纺丝成型剂,前驱体纺丝液中PVP的加入量为3.5wt%,金属离子浓度为0.125mol/L时,纺丝效率最高,能达到9ml/h.获得的LSCO前驱体纤维在800℃热处理下能够获得平均直径为0.5～2μm的LSCO陶瓷纤维.

(二)开展不同形貌LSCO粉体的表面载银改性研究.采用机械球磨技术制备载银LSCO复合颗粒(LSCOmp),采用水热法制备载银LSCO微球(LSCOms),采用静电纺丝法制备载银LSCO纤维(LSCOmf).研究结果表明：(1)在机械球磨法制备LSCOmP的过程中,Ag与LSCO的质量比为80：20,PEG6000含量3wt%,空气环境中球磨40h,可获得LSCOp充分嵌入银颗粒的麻球状LSCOmp.(2)以葡萄糖作还原剂,采用水热法制备的LSCOms纯度较高.水热前驱体微球在800℃的高温处理下发生烧结晶化,但银粒子仍能完整包覆在LSCO微球表面.(3)在静电纺丝法制备LSCO纤维的工艺中引入银镜反应,合成的LSCOmf前驱体表面粗糙,有小颗粒附着,热处理后发现LSCOmf表面银包覆均匀,直径为0.5～2μm.

(三)采用粉末冶金法结合复压复烧工艺制备Ag/LSCO电接触材料,开展不同LSCO增强相形貌、载银改性等因素对Ag/LSCO电接触材料性能的影响研究.研究结果表明：(1)在粉末冶金法制备Ag/LSCO电接触材料的过程中,采用600MPa初压、880℃初烧,再以800MPa复压、880℃复烧退火的工艺条件可使材料获得最高的致密度、硬度和最低的电阻率.(2)三种不同形貌的LSCO增强相制备的Ag/LSCO电接触材料性能各有优势.LSCOp增强相在改善材料的燃弧时间、燃弧能量、弹跳次数和材料损失方面具有优势,其不足之处在于材料电阻率和接触电阻较高,抗熔焊性能较差.LSCOS增强相制备的电接触材料具有良好的抗熔焊性能,并在降低材料本身的电阻率和接触电阻方面,介于其它两种形貌的增强相之间.其劣势在于制备材料的燃弧时间长,燃弧能量大,弹跳次数较多,材料转移损失严重.LSCOf增强相在提高材料物理性能、降低接触电阻方面优势明显,制备的材料抗熔焊性能良好,且燃弧时间、燃弧能量、弹跳次数和材料转移损失情况介于其它两种形貌的增强相之间.(3)在物理性能上,由LSCOmp增强的银基电接触材料(Ag/LSCOmp)的密度从9.57g/cm3提高到9.72g/cm3,维氏硬度从80.07提高到102.53,电阻率从3.73μΩ·,cm降低到3.10μΩ·,cm,由LSCOms增强的银基电接触材料(Ag/LSCOms)的密度从9.51g/cm3提高到9.75g/cm3,维氏硬度从85.65提高到94.97,电阻率从2.96μΩ·,cm降低到2.17μΩ·,cm,由LSCOmf增强的银基电接触材料(Ag/LSCOmf)的密度从9.72g/cm3提高到9.78g/cm3,维氏硬度从88.09提高到102.70,电阻率从2.81μΩ·,cm.降低到2.03μΩ·,cm.(4)在电接触性能上,Ag/LSCOmp材料的平均接触电阻从9.31mΩ降到6.29mΩ,燃弧时间从6.74ms降到5.61ms,燃弧能量从557.40mJ降到439.96mJ,平均弹跳次数从1.18降到1.12次,材料转移损失从7.63%降到0.07%,抗熔焊性能明显改善；Ag/LSCOms材料的平均接触电阻从5.52mΩ降到5.42mΩ,燃弧时间从18.22ms降到14.78ms,燃弧能量从3021.80mJ降到2045.46mJ,平均弹跳次数从1.97降到1.75次,材料转移损失从13.27%降到0.77%,抗熔焊性能保持良好,材料的综合性能得到提高；Ag/LSCOmf材料的平均接触电阻从4.41mΩ降到4.27mΩ,燃弧时间从15.39ms降到14.01ms,燃弧能量从2511.85mJ降到2369.02mJ,平均弹跳次数从1.80降到1.60次,材料转移损失从12.42%降到1.05%,抗熔焊性能保持良好,材料的综合性能得到提高.(5) Ag/LSCOmp的接触电阻较高但其它性能均超过同等条件下制备的Ag/CdO和Ag/SnO2,有望在接触电阻要求不高的领域替代Ag/CdO,Ag/LSCOms的接触电阻较高,燃弧时间和弹跳次数优于Ag/CdO而略逊于Ag/SnO2,其它性能均超过Ag/CdO和Ag/SnO2,有望在接触电阻要求不高的领域替代Ag/CdO,Ag/LSCOmf的综合性能均超过同等条件下制备的Ag/SnO2,除材料转移和电寿命方面略逊与Ag/CdO外,其它性能均超过Ag/CdO,有望在电寿命要求不高的领域替代Ag/CdO.

(四)开展了载银改性前后LSCOp增强Ag基电接触材料的电弧侵蚀行为研究.研究结果表明：(1) Ag/LSCOp电触头在电弧侵蚀下呈现凸丘、球状结构、骨架结构、气孔、裂纹等5种特征侵蚀形貌,这归因于LSCO增强相与Ag基体之间的界面结合不足、受电弧作用后的成分偏析,一旦出现上述特征侵蚀形貌后,材料的性能将急剧下降.(2) Ag/LSCOmp电触头在电弧侵蚀下呈现海绵状结构和波纹状结构这2种特征形貌,可能是由于LSCO与Ag基体之间的界面结合增强,均匀度增加,电弧发生过程中复合熔体的粘度增加.这表明Ag/LSCOmp抗电弧侵蚀性能高、工作性能稳定,具有较长的电寿命.(3) Ag/LSCO电接触材料的电弧侵蚀特性与材料的制备工艺及其组织结构有关,通过机械球磨技术进行载银改性可改善增强相与银基体之间的界面性能,有效提高电接触材料的抗电弧侵蚀性能.

第五篇冶金环保论文范文格式：紫茎泽兰微波热解行为及产物综合利用研究

有色金属冶金行业是国民经济的基础产业,是机械设备、轻工、化工等行业的主要原材料供应者.随着我国有色金属行业的发展,在生产过程中消耗大量的矿石资源和水资源,产生了大量的废水、废气.活性炭因其具有吸附容量大、吸附速率快等特点,在冶金环保行业的污水处理和废气的治理中的优越性日益明显.生物质因具有储量丰富、可再生、热解质量收率高等优势,是生产活性炭的优良基材.针对传统活性炭制备工艺过程中存在的原料单一、制造工艺存在的热化学转化利用率不高等问题,将微波加热技术引入化学转化途径可显著降低热化学转化过程能量消耗,并提高热解产物特性.本文针对紫茎泽兰利用资源现状、常规热解工艺存在的产品利用率不高及热解效率差异等问题,结合微波加热特点,提出了微波热解紫茎泽兰新工艺,并进行了热解产物的综合利用研究.通过系统探索微波热解条件,揭示了微波热解条件下固、液、气三相产物调控规律及热解机理.在分析热解产物特性的基础上,研究了微波活化热解炭联产制备高吸附性能活性炭及高热值、高富氢燃气,并对生物油制备理化性能优异的生物油/柴油乳化燃料的技术进行系统深入的研究.在此基础上,提出了由原料到产物制备和性能调控的工艺路线,实现了在活性炭生产过程对固、液、气三相产物综合利用,取得了一些有意义的结果,具体如下：系统研究了微波热解温度、热解功率和添加剂对微波热解紫茎泽兰固、液、气产物得率的影响,得到产物调控规律；随着微波热解温度升高,紫茎泽兰内部大分子结构的分解与气化反应使得热解炭得率逐步下降,热解燃气得率升高；在热解温度600℃、微波功率1500W时,热解生物油含量最高；添加剂对于提高固体产物得率有明显促进作用.微波热解气体的主要成分是合成气(H2+CO)及轻质烃,在微波热解温度达700℃时,合成气含量高达81.99 vol.%,是一种优质的气体燃料,热值在20.75～22.74 MJ/Nm3,得到的热解炭含碳量均在70%以上,热值约在25～29MJ/kg,孔结构分析表明在热解阶段主要产生中孔和大孔,可作为活性炭生产的优良基材；热解生物油具有较高的热值(22～33MJ/kg),通过改善稳定性及理化性质则可作为一种液体燃料使用.采用微波与常规加热活化热解炭制备活性炭,系统研究了以活化剂(水蒸气、CO2)流量,活化时间及活化温度对活性炭产品性能的影响规律,得到最佳工艺参数.制备的活性炭孔结构分析表明微波水蒸气活化制备的活性炭的比表面积最高,达1357m2/g以上,远高于热解炭.与常规加热活化相比,利用微波加热优势,迅速与活化剂反应,打开热解炭表面及内部孔道,进一步提高活性炭吸附性能,缩短反应时间52%,显著降低活化过程能耗.对活化过程中活化气体加以分析,得到以水蒸气活化燃气的密度及热值分别为：0.51 kg/m3及17.34 MJ/Nm3,氢气含量可达70.5 vol.%；二氧化碳活化燃气的密度及热值分别为：0.7 kg/m 3及16.91 MJ/Nm3,氢气含量为55.97 vo1.%.采用亲水亲油平衡(HLB)值法对生物油/柴油进行系统乳化实验,探究乳化条件对燃料理化特性影响,得到HLB值为7.5的Span-80+Tween-80复配乳化剂,乳化剂含量为5%,生物油含量为15%,乳化温度为40℃,乳化时间5min,搅拌器转速3600r/min的条件下制得的乳化液最为稳定,稳定时间达15天以上,保存4个月仍无明显分层现象.综上,论文系统研究了微波场中紫茎泽兰的热解特性及产物提质的理论及工艺.揭示了微波场中三相产物得率的调控规律和热解机理,显著提高资源利用率.为热解炭活化提质提供了最优活化工艺,在获得品质优良的活性炭同时,显著降低能耗.制得活性炭具有发达的比表面积,可广泛应用于冶金环保行业,且在活化过程中首次提出活化燃气的利用,降低环境污染变废为宝；采用乳化精制手段对生物油进行提质,制得稳定性优异的乳化燃料.本论文研究为生物质热化学转换技术及综合利用提供了一种高效手段.

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