摘要：在含氯的生物质或煤粉的化学链燃烧过程中,微量元素Cl会对氧载体和锅炉中的换热设备造成严重腐蚀.然而,目前针对化学链燃烧中HCl行为的研究仍较为匮乏.为开发具有高效固氯和抗氯能力的复合氧载体,优选Ca基和Ba基2种吸附剂,采用溶胶凝胶法合成复合氧载体,并开展生物质化学链燃烧实验.重点探究了 Ca/Ba掺杂对于Cu基氧载体固氯性能和燃烧性能的影响.实验结果表明,Ca-Cu和Ba-Cu氧载体中的碱土金属能够优先与HCl反应,生成稳定的氯化物,从而提升氧载体的晶格氧活性,促进气固反应的进行.此外,Ca/Ba掺杂在一定程度上增强了生物质焦的气化效果.其中,Ca-Cu氧载体表现出优异的稳定性,而Ba-Cu氧载体的燃烧效率则显著受温度影响.研究发现,提高氧燃比并不会改变生物质中氯向HCl转化的比例.进一步分析表明,Ca/Ba掺杂能够增大氧载体的比表面积和孔容,从而增加氧载体与生物质的接触面积,稳定其化学链燃烧性能.有助于理解碱土金属固氯特性,促进抗氯氧载体的开发与应用.

摘要：高温焚烧是处理生活垃圾最常用的方法,能够实现垃圾的减量化和无害化处置.然而,生活垃圾焚烧产生的飞灰中含有多种重金属、氯化盐、二噁英等有害物质,若处理不当,将严重影响生态环境和人体健康.通过真空熔融处理飞灰,可以高效去除重金属和氯化盐,快速分解二噁英,从而显著降低飞灰毒性.通过调控处理过程中的温度、真空度和保温时间等参数,发现飞灰真空熔融处理的最佳条件为温度1 400 ℃、真空度100 Pa和保温处理时间3.0 h.在最佳处理条件下,XRD物相表征表明,飞灰中NaCl和KCl物质消失,出现Ca、Si、Al等元素的复合矿物晶相.同时,飞灰中的总氯及可溶性氯的去除效率分别达到92.00％和96.85％.此外,多种重金属和二噁英的含量显著降低,其中Cu、Zn、Pb、Cd的去除率分别为81.34％、89.26％、90.86％和88.00％;二噁英的去除率超过96％.处理后的飞灰通过EDTA、DTPA等方法测试,重金属的浸出浓度降低,浸出毒性低于标准限值.真空高温熔融技术在飞灰高效处置领域具有广阔的前景,本研究为飞灰减量化、无害化和资源化处理技术提供了参考.

摘要：《能源环境保护》创刊于1987年,双月刊,CN 33-1264/X/ISSN 2097-4183,是由中国煤炭科工集团有限公司主管、中煤科工集团杭州研究院有限公司主办的环境类学术期刊.主编由中国工程院高翔院士担任.主要刊载与能源环境保护有关的基础科学、技术科学及其交叉学科领域的学术论文.

摘要：高炉冶炼粉尘富含锌等有价金属,具有较高的毒害性,其高效清洁回收利用兼具环境和经济效益.湿法处理技术因其操作灵活、选择性高及能耗低,成为锌回收领域的研究热点.系统梳理了酸法、碱法和氨法浸出体系的技术特点与研究进展.酸法浸出中锌浸出率可达80％～95％,但Fe3+、Al3+等杂质共溶导致后续净化成本高.碱法浸出对锌氧化物选择性好,但对铁酸锌等稳定相的浸出率低,且存在设备腐蚀问题.氨法浸出通过锌氨络合物实现高选择性,浸出率达85％～92％,同时杂质元素如Fe、Al溶出率均小于5％,但氨挥发损失与再生难题限制其应用.近年来,物理场强化技术通过调控反应动力学显著提升了锌的浸出效率.此外,多段逆流浸出与离子液体萃取等创新工艺的耦合应用,进一步实现了锌的高纯回收.然而,粉尘中锌赋存形态(如铁酸锌、硅酸锌)的复杂性仍制约其浸出效率.未来研究需结合矿物相重构与绿色浸出剂设计,闭路循环工艺,推动湿法技术向高效、低碳和经济化方向升级,助力冶金固废资源化的可持续发展.

摘要：高炉煤气中硫化氢(H2S)的脱除对实现钢铁行业超低排放具有重要意义.高炉煤气经余压透平发电装置(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit,TRT)后,温度在 50～80 ℃之间,宜选用低温下活性较高的针铁矿(α-FeOOH)作为高炉煤气水解后H2S的吸附剂.采用共沉淀结晶法将不同摩尔比(1％、5％、11％)的Zn2+掺杂到α-FeOOH中,在模拟的高炉煤气气氛中,利用固定床-气相色谱联用平台测试其对H2S的吸附容量,Zn/FeOOH硫容提升至292.2 mg/g,提高了 137％.采用BET、EPR、XPS等分析手段对吸附剂的理化性质进行表征,分析结果表明,Zn/FeOOH样品的比表面积提升近60％.比表面积的增加意味着更多的反应界面可用于H2S的吸附和转化,更多的吸附位点是提高硫容的关键因素之一.此外,孔容积提升约116％,孔容积的增加可以缓解反应产物带来的孔道堵塞效应.在g=2.002的位置,Zn/FeOOH系列样品均出现了氧空位的特征峰,Zn/FeOOH-11样品表现出最高的氧空位信号强度,表明掺杂Zn后材料中的氧空位显著增加.当Zn2+被引入α-FeOOH晶格时,由于Zn2+和Fe3+的离子半径和电荷不完全匹配,其替代Fe3+会在晶格中引入局部应力和畸变,有助于氧原子从晶格中逸出,形成氧空位.氧空位能为H2S的吸附和活化提供活性位点,增强材料的催化活性.Zn掺杂α-FeOOH中单羟基比例增加到36％.单羟基是提高硫容的关键,作为活性较高的基团能够与H2S形成氢键,从而增强材料表面的吸附.通过原位红外光谱分析,表明Zn不仅作为催化剂的一部分,还直接参与H2S的反应形成ZnS,Zn掺杂不仅改善了 α-FeOOH的催化性能,还影响了硫产物的种类.结构和表面性能的改变,显著提升了 Zn/FeOOH材料对H2S的吸附和转化能力,为吸附剂硫容提高及高炉煤气净化技术应用提供了参考.

摘要：我国是世界上最大的钢铁和化学产品生产国,其生产原料高度依赖煤炭资源.受能源资源禀赋的影响,我国钢铁行业短期内难以大规模推广电弧炉生产技术.目前,传统的高炉-转炉工艺仍占主导地位,该工艺具有能源结构高碳化、粗钢产量大、碳排放机理复杂等特点,并伴生以碳、氢为主要成分的钢厂煤气,包括焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气.然而,目前钢厂煤气主要作为燃料使用,能量转换效率较低,未能充分挖掘其潜在价值.实际上,钢厂煤气中的H2、CO、CO2、CH4等成分是化工行业生产的主要载碳、载氢原料.通过有效回收和利用富余钢厂煤气生产化工产品,能够实现钢铁与化工行业协同降耗,推动低碳减排和绿色发展.基于我国能源结构的实际情况,结合钢铁和化工行业的发展现状,探讨了钢厂煤气的产生与利用情况,综述了国内外相关案例,分析了钢厂煤气合成化工产品的现状与发展潜力,并提出了加快钢化联产发展的建议.从长远来看,我国钢铁行业要实现"双碳"目标,必须依托氢冶金、碳捕集、利用与封存(CCUS)等先进技术,同时需要制度变革和政策的支持.实现我国"双碳"目标不仅需要技术创新,还需要加强跨界思维与跨行业协作,以推动钢铁和化工行业的绿色转型和可持续发展.

摘要：本期特邀北京科技大学邢奕教授、中南大学刘恢教授担任专题主编. 钢铁和有色行业是我国重要的基础行业,也是碳与大气污染物的排放大户.加快推进钢铁、有色行业节能降碳改造与绿色低碳高质量发展是党和国家提出的重大要求与重要部署,对实现"双碳"目标和美丽中国意义重大.

摘要：在我国推进落实"双碳"目标的背景下,CO减排技术的研发与优化已成为烧结工序的重要研究方向.基于计算流体动力学(CFD)技术,分别构建了燃料颗粒燃烧模型和烧结机模型,通过数值模拟研究了 O2浓度对燃料颗粒燃烧及烧结料床燃烧过程的影响.结果表明,对于燃料颗粒而言,提高O2浓度能够显著改善燃料的完全燃烧条件,提升燃料燃烧效率并降低CO排放量.然而,在烧结工序中,O2浓度对燃料燃烧行为的影响较为复杂.烧结料床内部燃料燃烧同时受到料层传热及O2浓度的双重影响,提升O2浓度会导致燃料着火点降低,进而延长高温带宽度,并增大不完全燃烧对于O2的消耗.当O2浓度提升幅度较小时,燃料不完全燃烧比例升高,当O2浓度提升至23％,烧结燃烧效率下降至94.4％,烧结温度降低,燃烧产物中CO的浓度显著增加.随着O2浓度的进一步提高,O2浓度和料层温度的协同作用优化了 CO二次燃烧的动力学条件,烧结过程燃烧效率得以提升,CO排放浓度显著降低.当O2浓度提高至27％以上时,燃烧效率超过94.9％,对于提升烧结工序燃料利用效率和降低烧结烟气CO排放浓度具有显著的优化作用.

摘要：发展低温区催化矿化技术是治理挥发性有机污染物(VOCs)的重要研究方向.选取甲苯作为研究对象,将兼具催化氧化活性和微波利用能力的MnO2与微波耦合,成功在100～200 ℃低温下将甲苯有效矿化为CO2和H2O.通过水热法成功制备了 α-MnO2、β-MnO2、δ-MnO2和γ-MnO24种不同晶相的MnO2,并从物化特性和微波特性角度量化评估其氧化活性和微波利用潜力.XRD结果表明成功合成了 4种不同晶相的MnO2;SEM和BET结果显示由于δ-MnO2的多孔结构,其具有更大的比表面积(115.3 m2/g)和孔容(0.458 cm3/g);通过升温实验发现,δ-MnO2表现出优异的微波转化能力,在微波功率为400 W下,δ-MnO2从室温升至300 ℃需要600 s,低于另3种MnO2.结合矢量网络测试结果,δ-MnO2具有最强的反射损耗、阻抗匹配和最大的衰减常数,表明δ-MnO2具有最好的微波吸收和利用能力;在反应空速为18 000 h-1时,对比微波辐照下甲苯的矿化效果,发现晶相对MnO2的催化活性有显著影响,δ-MnO2表现出更为优异的低温矿化性能,达到超过90％矿化效率所需的温度为195℃;甲苯矿化的活性次序被确定为δ-MnO2＞α-MnO2＞γ-MnO2＞β-MnO2.此外,δ-MnO2具有良好的稳定性,随着反应时间的增加,甲苯矿化率保持稳定.之后通过GC-MS分析在不同反应温度下甲苯降解产物,结果表明,甲苯降解的副产物主要为酯、酮等有机物,且随着反应温度的升高,副产物数量逐渐减少;当温度为200 ℃时,甲苯被完全氧化为CO2和H2O.综合表征分析、电磁特性和实验结果,发现δ-MnO2优异的低温氧化特性与其独特的微观结构(如结晶度、比表面积、孔容、孔径等)密切相关;同时,其丰富的孔隙结构增强了对微波的吸收和衰减能力,使其最终呈现出最佳的微波吸收和利用特性.

摘要：钢铁行业作为全球能源消耗和碳排放的重点领域,面临着日益严峻的环境压力与资源利用挑战.钢化联产技术通过将钢铁生产中的废热、废气和CO2等副产物转化为有用能源,实现能源的高效回收和利用,成为钢铁行业低碳、绿色转型的关键技术之一.该技术通过一系列优化过程,促进钢铁生产过程中热能、电力和化学能源的协同产出,提高了能源利用效率,并有效降低了碳排放.钢化联产的核心思想是在钢铁冶炼过程中,利用废气、废热及CO2等副产物进行热电联产,特别是CO2还原为CO后,可用于进一步的冶炼或能源回收.这一技术不仅改善了钢铁生产的能效,还有效减少了CO2的排放量,符合当前绿色制造和低碳经济的要求.通过分析钢化联产的典型案例,探索了一种CO2-CO循环利用的生产模式,验证了钢化联产的可实现性和经济性,为钢铁企业实施钢化联产提供了一条可操作的路线.通过碳排分析钢化联产在高炉-转炉全流程中的CO2资源化循环应用,实现了 CO2减排总量超30％,其中转炉工序CO2排放降低了 27.25％.随着研究的深入和技术的成熟,预计该技术将在钢铁生产中发挥越来越重要的作用,为实现绿色、可持续发展的目标提供有力支撑.

摘要：湿法脱硫过程中产生的芒硝(硫酸钠)副产物,因化学性质稳定且资源化利用率低,长期堆存对环境和土地资源造成了显著压力.为此,通过改性离子交换膜在电渗析过程中的应用,优化SO42-和Na+的分离效率,实现芒硝的资源化利用.分别采用吡咯和硅酸乙酯对阳离子交换膜进行改性,以提升膜的机械强度和Na+迁移性能,采用聚乙烯亚胺和多巴胺对阴离子交换膜进行改性,优化膜的表面结构和SO42-的选择性渗透能力.傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示,改性后的离子交换膜表面负电荷显著增强,孔隙分布更为均匀,整体结构致密性得到有效改善.此外,接触角测试结果表明,改性工艺提高了膜的亲水性,有助于提升离子迁移效率.实验结果显示,吡咯改性阳离子交换膜的Na+渗透率较原始膜提升了 0.36％,多巴胺改性阴离子交换膜的SO42-渗透率提高了 12.57％.进一步电渗析实验表明,在电解电压为50V、室温条件下,改性膜组合实现了对SO42-和Na+的分离效能提升,纯度分别达到99％.经过6次循环测试,改性膜在离子选择性和迁移效率方面表现出良好的稳定性,满足了长期工业运行的需求.将多种改性方法结合并应用于离子交换膜的优化设计,显著提升了电渗析技术在芒硝资源化过程中的分离效率和运行稳定性.研究结果不仅为芒硝副产物的绿色资源化提供了重要的技术支持,还为复杂工业废水的处理及资源回收提供了参考.

摘要：零价汞(Hg0)和含氯挥发性有机化合物(CVOCs)因具有高毒性、高迁移转化等特性,易在大气中形成多种二次污染物,严重危害人类及环境健康,已引起全球范围内的广泛关注.作为重要的污染来源,工业烟气中Hg0和CVOCs的控制是研究的热点及难点,目前鲜有报道CVOCs对吸附剂低温吸附Hg0影响的研究.探究了不同常见吸附剂对Hg0的低温吸附性能,并以氯苯为例,考察CVOCs对Hg0吸附性能的影响.通过制备活性炭及其改性材料、硫化物、金属氧化物3类材料,探讨了不同吸附材料在80～120 ℃低温下对Hg0的吸附活性及反应机理.研究结果表明,Hg0吸附活性从高到低排序分别为CuS/AC＞CuS＞Mn2O3＞AC＞HCl/AC.BET分析结果显示,不同吸附剂的比表面积和孔径类型与Hg0吸附性能无直接关系;而XPS结果进一步证明,CuS及Mn2O3中的氧化性物种(如Cu2+、Sn2-、Mn3+)为主要活性位点,可实现Hg0的化学吸附.加入氯苯后,CuS/AC、AC吸附能力不变,其他3种材料均受到抑制,其中Mn2O3吸附效率下降超过50％.Hg0-TPD结果表明,在纯Hg0吸附时,CuS/AC、CuS中汞的主要存在形态为HgS;Mn2O3中汞的主要存在形态为HgO,但也存在物理吸附的Hg0;AC仅对Hg0进行物理吸附;HCl/AC中同时存在HgCl2和物理吸附的Hg0.加入氯苯后,CuS中汞的主要存在形态仍为HgS,而CuS/AC除了HgS还出现了 Hg0,Mn2O3中出现了 HgCl2的吸附组分.动力学分析结果表明,不同吸附材料对Hg0的吸附过程均符合准一级动力学模型(R2＞0.99),说明其主要受外扩散主导;而氯苯的共存促进了 HCl/AC和Mn2O3对Hg0的化学吸附.此外,根据模型拟合结果,AC、HCl/AC、CuS、Mn2O3在氯苯共存时的Hg0吸附容量分别从842.5、573.4、55 505.6、3 352.6 μg/g降低至730.3、181.7、5 504.1、434.0 μg/g.通过探索CVOCs对Hg0吸附的影响,对后续研究Hg0和CVOCs低温共吸附方法具有一定的借鉴意义.

摘要：氢能清洁无污染,并且高效,可再生,被视为未来最有潜力的能量载体.在目前的各种制氢技术中,利用可再生能源所产生的电能作为动力来电解水是最为成熟和最有潜力的技术,是通向氢经济的最佳途径.简要介绍了碱性电解槽,聚合物薄膜电解槽,固体氧化物电解槽的基本原理,研究现状,并对有关问题和电解槽的现状,发展趋势作了讨论.

摘要：研究中国能源的现状,其中主要包括能源储量和能源生产以煤为主;石油和天然气在能源构成中的比例低下;煤炭储量可观,但品质不高;能源生产增长迅速;能源短缺,尤其是清洁能源短缺,清洁能源危机将会长期存在.我国如此的能源现状已造成大气环境煤烟型严重污染.我国从石油输出国已变成石油进口国,我国半个多世纪以来实施的"能源自给政策"急需调整.采用洁净煤技术开发利用清洁能源,确保经济在持续迅速发展的同时,我国大气环境免遭污染,即经济发展和大气环境保护双赢.

摘要：污泥是废水处理之后引入的二次污染,它已经成为目前环境方面急需解决的固废污染问题.从污泥的定义出发,介绍了污泥的特性、种类、产生量,结合污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化,重点阐述了污泥的处理处置现状,并分析了存在的问题;讨论了污泥的农林利用是变废为宝,并且适合我国国情的最佳处置方法.

摘要：世界范围内地下水硝酸盐的污染已越来越严重.受硝酸盐污染后的地下水会以直接或间接的方式危害人们的健康,由于硝酸盐会在水体中沉积并不断地累积,硝酸盐会导致婴儿患上高铁血红蛋白症,已经成为世界性的环境问题.随着硝酸盐污染的日益恶化,水体中硝酸盐污染问题不容乐观.根据使用方法的不同,硝酸盐氮常规去除技术大体分为物理方法、生物脱氮法及化学还原法.利用一系列方法将水中的硝酸盐还原为氮气是水中硝酸治理的根本方法.

摘要：在参考众多资料的基础上,从活性炭对重金属离子吸附机理的观点出发,分析活性炭吸附对重金属离子的主要影响因素--活性炭颗粒粒径、孔隙的大小,温度,pH值,以及水中其他粒子的相互作用等,并在该分析的基础上探讨提高活性炭吸附能力的一些措施.

摘要：论述了含悬浮物矿井水净化处理利用的必要性、矿井水水质、水量和处理要求,现有的处理工艺、混凝剂及混合方式,主要处理构筑物和消毒方式等.指出了在确定处理规模、处理工艺、设计参数、药剂选择和投加过程中存在的问题,并给出了解决上述问题的方法.