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热等离子体制备与球化超细难熔金属粉的研究进展

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中国有色金属学报 2020年第9期30卷 2011-2021页

作者：叶凯梁风姚耀春马文会杨斌戴永年昆明理工大学真空冶金国家工程实验室昆明650093 昆明理工大学云南省有色金属真空冶金重点实验室昆明650093 昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室昆明650093

本文首先介绍了直流电弧等离子体制备纳米钨粉、纳米钼粉等难熔金属纳米粉的研究进展。该方法制备的难熔金属纳米粉具有纯度高、分散性好、粒径小且粒度分布均匀等特点,但难以连续制备,规模化生产难度大。其研究趋势是优化等离子体设备... 详细信息

本文首先介绍了直流电弧等离子体制备纳米钨粉、纳米钼粉等难熔金属纳米粉的研究进展。该方法制备的难熔金属纳米粉具有纯度高、分散性好、粒径小且粒度分布均匀等特点,但难以连续制备,规模化生产难度大。其研究趋势是优化等离子体设备的设计,找到最佳的合成工艺。另外,重点叙述了射频等离子体球化难熔金属粉的研究现状。所制备的球形微粉球化率高,流动性、振实密度与松装密度等性能优异,能实现可控地连续化制备。指出了其研究重点为找到进料速率、载气速率与高球化率、高性能的产物之间的平衡,以更快的速率制备出高品质的产物。最后,对热等离子体制备与球化超细难熔金属粉向着高品质、低成本、大规模可控制备的发展方向进行了展望。

关键词：热等离子体超细难熔金属粉制备球化

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热等离子体处理危险废物近零排放技术

高电压技术 2019年第9期45卷 2999-3012页

作者：杜长明蔡晓伟余振棠宋春莲俞哲中山大学环境科学与工程学院广州510006 广东华邦能源科技有限公司广州510055 黑龙江工业学院鸡西158100 大连海事大学理学院大连116026

固体废物污染(尤其是危险废物)是全球特别是我国当前面临的最为突出的环境问题之一,热等离子体处理技术可为这些废物的合理处置提供高效安全的解决方法。文中简要介绍了等离子体炬和等离子体工艺技术的分类、异同点以及现状,在此基础上... 详细信息

固体废物污染(尤其是危险废物)是全球特别是我国当前面临的最为突出的环境问题之一,热等离子体处理技术可为这些废物的合理处置提供高效安全的解决方法。文中简要介绍了等离子体炬和等离子体工艺技术的分类、异同点以及现状,在此基础上,就热等离子体在医疗垃圾、电镀污泥、废石棉、废旧武器弹药、含氯废物、垃圾焚烧飞灰、电子废物和中低放射性固体废物等领域的研究展开了综述,包括典型工艺、机制原理及相关研究现状。最后,总结了热等离子体处理危险废物无害化、资源化的近零排放潜力,分析了存在的问题和可能的发展方向。可以预见热等离子体技术将是危险废物行业一个重要的发展趋势。

关键词：热等离子体电弧放电危险废物固体废物近零排放技术

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热等离子体裂解甲烷制乙炔过程的数值模拟

化工进展 2019年第8期38卷 3572-3582页

作者：李天阳安航李岳 REHMET Christophe 程炎程易清华大学化学工程系

针对热等离子体甲烷裂解过程,建立了直流电弧反应器的数值模型,使用磁流体力学理论对反应器内的电弧和流场进行数值模拟,考察了电弧运动变化的规律和射流场特点,并分别耦合热力学平衡模型和宏观动力学模型探索了裂解反应的特点及其与电... 详细信息

针对热等离子体甲烷裂解过程,建立了直流电弧反应器的数值模型,使用磁流体力学理论对反应器内的电弧和流场进行数值模拟,考察了电弧运动变化的规律和射流场特点,并分别耦合热力学平衡模型和宏观动力学模型探索了裂解反应的特点及其与电弧的相互影响关系。结果表明反应器内电弧做规律运动和形态变化,惰性无反应气氛下电弧形态变化不显著,运动平稳。放电区发生反应时,一方面气体的组成及热力学性质发生迅速变化,气体放电特性受到影响,等离子体的稳定性下降,化学反应是等离子体不稳定性的重要来源。另一方面,反应和扩散的特征时间小于电弧运动变化的特征时间,各物质在空间的分布较为均匀,受温度场非均匀性的影响较小,模拟的甲烷转化率和乙炔收率与实验结果相近。本工作尤其是等离子体物理模型与甲烷裂解化学反应模型的耦合,为理解热等离子体裂解相关过程提供了直接的帮助和指导。

关键词：甲烷乙炔热等离子体电弧稳定性磁流体力学

热等离子体处理前后垃圾飞灰中重金属浸出浓度的变化及二恶英分布特性的差异

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环境工程学报 2021年第6期15卷 2072-2079页

作者：竹涛薛泽宇王若男种旭阳中国矿业大学(北京)大气环境管理与污染控制研究所北京100083 中国科学院有机地球化学国家重点实验室广州510640

为探究热等离子体处理飞灰工艺工业应用的潜力,分析处理前后飞灰中9种重金属浸出浓度变化及二恶英的分布特性,基于处理量为5 t·d^(-1)的中试规模的热等离子体熔融系统,在1550℃的处理温度下进行了飞灰处理实验。结果表明,不宜使用硫酸... 详细信息

为探究热等离子体处理飞灰工艺工业应用的潜力,分析处理前后飞灰中9种重金属浸出浓度变化及二恶英的分布特性,基于处理量为5 t·d^(-1)的中试规模的热等离子体熔融系统,在1550℃的处理温度下进行了飞灰处理实验。结果表明,不宜使用硫酸硝酸法检测玻璃态渣中As浸出浓度,硫酸根离子会与As在熔融过程中形成的砷酸钙和亚砷酸钙中的钙离子结合,导致As的浸出浓度增加;熔融处理后,除As外的其他重金属的浸出浓度均降至国家标准浓度限值以下;就太原地区而言,其垃圾飞灰中PCDFs的含量高于PCDDs,且低氯代呋喃含量高于高氯代呋喃;熔融处理后的垃圾飞灰中,二恶英毒性当量减少率为99.96%,降至0.5466 ng·kg^(-1),远低于填埋标准中二恶英排放限值,说明该中试系统能够满足飞灰处理要求。该研究结果可为热等离子体熔融飞灰中试系统的工业应用提供参考。

关键词：热等离子体垃圾飞灰砷污染重金属

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热等离子体热解煤焦油制乙炔

化工学报 2014年第9期65卷 3680-3686页

作者：李轩韩建涛吴昌宁郭屹颜彬航程易北京低碳清洁能源研究所北京102211 清华大学化学工程系北京100084

利用热等离子高温、高焓等特性热解煤焦油制乙炔是一条清洁高效的乙炔生产技术。在实验室对热等离子体热解煤焦油反应中的原料进样温度、反应气氛、输入比焓等关键因素展开了研究。结果表明,热等离子体可将煤焦油直接转化为乙炔及其他... 详细信息

利用热等离子高温、高焓等特性热解煤焦油制乙炔是一条清洁高效的乙炔生产技术。在实验室对热等离子体热解煤焦油反应中的原料进样温度、反应气氛、输入比焓等关键因素展开了研究。结果表明,热等离子体可将煤焦油直接转化为乙炔及其他小分子气态产品,预热煤焦油可改善其流动性从而提高煤焦油和等离子体射流的初始混合效率;氢等离子体的加入可显著提高煤焦油转化率和乙炔收率并减少结焦;随着输入比焓的增加,煤焦油转化率、乙炔收率和气态产品总收率均得到提高。在实验中得到的煤焦油转化率最高为86.3%,乙炔收率最高为24.6%,气态产品总收率最高为51.7%。煤焦油在热等离子体的热解过程中副产乙烯,乙烯收率达到7.9%。乙炔收率和乙烯收率的比值可用于预测气相体系温度。

关键词：热解煤焦油热等离子体多相反应化学反应器

热等离子体重整二氧化碳和甲烷制合成气的研究进展

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化工学报 2013年第3期64卷 779-787页

作者：何金波房建威闻光东马杰苏宝根邢华斌任其龙浙江大学化学工程与生物工程学系生物质化工教育部重点实验室浙江杭州310027

合成气是一种非常重要的化工原料,近年来利用甲烷和二氧化碳重整制合成气成为了一个研究热点。本文讨论了等离子体重整的机理,重点介绍了不同重整方式,包括射流法、电弧法以及两者结合的方法在二氧化碳和甲烷重整中的应用。相对于冷等... 详细信息

合成气是一种非常重要的化工原料,近年来利用甲烷和二氧化碳重整制合成气成为了一个研究热点。本文讨论了等离子体重整的机理,重点介绍了不同重整方式,包括射流法、电弧法以及两者结合的方法在二氧化碳和甲烷重整中的应用。相对于冷等离子体,热等离子体重整更适合应用于工业放大生产,有较好的应用前景。

关键词：热等离子体重整甲烷二氧化碳合成气

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热等离子体处理模拟放射性废物试验研究

核动力工程 2015年第6期36卷 175-179页

作者：徐文兵吕永红陈明周黄文有李晴中科华核电技术研究院有限公司广东深圳518124

为验证等离子体系统对无机废物的处理效果,采用电弧等离子体发生器产生的热等离子体处理模拟放射性废物——棉制品焚烧灰。研究了等离子体发生器的电、热特性,通过数值模拟的方法分析从发生器阳极喷嘴喷射出的等离子体射流的温度分布。... 详细信息

为验证等离子体系统对无机废物的处理效果,采用电弧等离子体发生器产生的热等离子体处理模拟放射性废物——棉制品焚烧灰。研究了等离子体发生器的电、热特性,通过数值模拟的方法分析从发生器阳极喷嘴喷射出的等离子体射流的温度分布。试验中对熔融体进行冷却得到固化体。对固化体的分析结果表明:固化体呈玻璃态,抗压强度远远大于水泥固化体7 MPa的要求;从玻璃体的成分判断,该固化体的性能可以满足相关浸出率方面的要求。

关键词：模拟放射性废物热等离子体熔融玻璃固化

热等离子体超高温化学转化的过程研发和应用进展

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化工进展 2016年第6期35卷 1676-1686页

作者：程炎李天阳金涌程易清华大学化学工程系北京100084

概述了热等离子体超高温化学转化的原理、研发和应用进展。热等离子体可提供超高温反应条件,以及具有可调控的氧化、还原或惰性的气体氛围的优点,因而是一种独特的化工外场强化手段,可为劣质化石化原料以及一些工业中间产物及废弃物的... 详细信息

概述了热等离子体超高温化学转化的原理、研发和应用进展。热等离子体可提供超高温反应条件,以及具有可调控的氧化、还原或惰性的气体氛围的优点,因而是一种独特的化工外场强化手段,可为劣质化石化原料以及一些工业中间产物及废弃物的清洁、高效转化提供新的技术方式,也成为现代反应工程的重要前沿领域之一。同时,热等离子体化学转化过程反应条件苛刻,是传递和反应强耦合的复杂过程,如何将热等离子独特的反应性质与物质转化需求合理结合,实现过程的清洁、高效、可控,并保证过程的经济性,是科研探索和工业实践中必须面对的问题。本文以典型热等离子体化学转化过程展开讨论,包括等离子体法乙炔、固废物处理、纳米材料制备等,展望了热等离子体技术在能源、化工、环境、材料等领域独特的发展前景。

关键词：热等离子体超高温乙炔固废物处理纳米材料

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热等离子体技术处理危险废物的应用探讨

现代化工 2018年第5期38卷 6-10页

作者：金兆荣徐宏侯峰吴增发华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

热等离子体技术是一种用来处理工业危险废物的新兴技术,国内外研究机构做了大量研究工作并取得了一定的成果。介绍了等离子体的相关概念与热等离子体技术的优点和工艺路线,并对热等离子体技术在石化与冶金危废处理、催化剂贵金属回收、... 详细信息

热等离子体技术是一种用来处理工业危险废物的新兴技术,国内外研究机构做了大量研究工作并取得了一定的成果。介绍了等离子体的相关概念与热等离子体技术的优点和工艺路线,并对热等离子体技术在石化与冶金危废处理、催化剂贵金属回收、铬渣的资源利用、土壤修复以及废液处理等领域的应用进行了详细的介绍与分析。由于满足不断严苛的环保要求和符合可持续发展,热等离子体技术在危废市场的发展前景广阔,但推动热等离子体技术市场化需要进一步提高效率并降低成本。

关键词：热等离子体危废处理无害化资源化