炽热碳还原技术讨论总结
碳热还原反应温度对磷酸铁锂电池性能的影响
碳热还原反应温度对磷酸铁锂电池性能的影响何玉林【摘要】针对高温固相反应制备LiFePO4/C的研究中反应温度对产物的影响问题,在500～800℃的温度范围内,研究了液相混料工艺制备LiFePO4/C时反应温度的影响.对碳热还原制备的磷酸铁锂电池样品进行了差示扫描量热与热重分析,并对不同固相反应温度下的样品进行了电化学性能测试,结果表明:在650℃所合成的样品材料性能最佳,比容量为153.4 mAh/g.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)012【总页数】3页(P1797-1798,1881)【关键词】碳热还原温度;磷酸铁锂;性能【作者】何玉林【作者单位】江苏财经职业技术学院工程学院,江苏淮安223003;上海大学材料科学与工程学院,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TM912碳热还原技术制备的方法一经问世就广受青睐，与不等价离子掺杂/非化学计量比合成、碳包覆技术并称为LiFe-PO4/C三大核心技术。
Yu F等[1]以Fe(NO3)3为铁源，通过喷雾干燥法结合碳热还原工艺制备LiFePO4/C正极材料，通过差示扫描量热(DSC)和热重(TG)分析对高温固相反应阶段的反应过程和反应机理进行了研究，结果发现Fe(NO3)3在240℃时可以分解为Fe2O3，453℃时三价铁已还原为二价铁并生成LiFePO4，840℃时LiFePO4与C反应生成Fe2P，938℃时则有Li4P2O7生成。
Wang L等[2]以FePO4为铁源，通过调节高温固相反应的反应温度获得最优化的合成温度值，结果发现反应温度为650℃时材料的性能最好，其在0.2C恒流充放电倍率下的样品比容量为151.2 mAh/g。
Barker J等[3]认为为了使三价铁被充分还原，反应温度要高于650℃，而冯泽荣等[4]则认为，只有温度高于600℃时，合成过程中铁原子的置换反应才会充分发生。
本文中，针对高温固相反应制备LiFePO4/C的相关研究，为了研究液相混料工艺制备LiFePO4/C时反应温度的作用，温度范围设定在500～800℃，间隔设为以50℃，使用两步加碳制备了7个不同的样品，样品除高温固相反应温度不同外，其他的合成条件完全相同，都是配的1 mol/L LiNO3、1 mol/L Fe(NO3)3和1 mol/L NH4H2PO4的混合溶液。
电池管理系统技术综述(PDF)
目录
一、磷酸铁锂电池............................................................................................................................................1 1.1 磷酸铁锂电池的结构和工作原理.................................................................................................... 1 1.2 磷酸铁锂电池的性能与特点........................................................................................................... 2 1.2.1 磷酸铁锂电池的优势........................................................................................................... 2 1.2.2 磷酸铁锂电池的劣势........................................................................................................... 3 1.3 正极材料磷酸铁锂的主要生产工艺............................................................................................... 4 1.3.1 高温固相法............
高温下高炉渣与碳的还原
高温下高炉渣与碳的还原
吴铿;陈春元;刘兴慧;姚克虎;杜春荣
【期刊名称】《北京科技大学学报》
【年(卷),期】2000(22)1
【摘要】在高温条件下合成和实际高炉渣与碳的还原过程中,SiO2 在2 123 K 以上全部被碳还原,MgO 在2 173 K 以上可全部被还原,而 Al2O3 即使在2 273 K只被还原63%.合成高炉渣在碱度不变时,增加 MgO 含量,可使渣中还原SiO2生成的SiC增加和SiO减少.随着温度升高和与碳混合均匀,实际高炉渣中氧化物的还原和反应后渣中 Al2O3 的含量都增加,而生成SiC的量减少;渣中MgO的含量明显降低,在较高的温度下渣中MgO全部被还原.
【总页数】4页(P12-15)
【作者】吴铿;陈春元;刘兴慧;姚克虎;杜春荣
【作者单位】北京科技大学冶金学院,北京,100083;北京科技大学冶金学院,北京,100083;北京科技大学冶金学院,北京,100083;北京科技大学冶金学院,北
京,100083;北京科技大学冶金学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TF524
【相关文献】
1.高钛型高炉渣选择性还原前后物相演变规律探讨 [J], 史志新;刘锦燕
2.碳热还原氮化攀钢高钛高炉渣制取Ti(C,N)的研究 [J], 李慈颖;高运明;李亚伟;杨
大兵;李远兵;聂建华
3.含钛高炉渣碳热还原时熔渣泡沫化原因分析 [J], 黄家旭;龙盘忠
4.碳热法还原攀钢高钛高炉渣工艺研究 [J], 李有奇;柯昌明;侯世喜;韩兵强;李楠
5.高钛型高炉渣中TiO_2的还原规律 [J], 万新
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含锌电炉尘真空碳热还原工艺及机理研究
含锌电炉尘真空碳热还原工艺及机理研究含锌电炉尘真空碳热还原工艺及机理研究摘要：含锌电炉尘是炼锌过程中产生的一种废弃物，含有大量的锌和其他有价值的金属。
利用该废弃物进行有效的资源化利用，可以减少环境污染和资源浪费。
本文通过研究含锌电炉尘的真空碳热还原工艺及机理，探讨了其在锌资源回收方面的潜力。
1. 引言随着锌产量的增加，含锌电炉尘作为一种重要的工业废弃物也在不断增加。
其主要成分是氧化锌和一部分其他金属氧化物，如铅、锡、铜等，以及氧化硫和碳等。
由于其含有大量的可回收的金属资源，再次利用对环境和资源保护具有重要意义。
2. 真空碳热还原工艺研究真空碳热还原是通过在真空条件下加入适量的碳源，利用碳与氧化物反应生成相应金属的还原反应。
在含锌电炉尘的研究中，通过在真空条件下进行碳热还原实验，得到了较高的还原率和金属回收率。
实验结果显示，在一定的温度和时间条件下，含锌电炉尘的碳热还原反应具有较高的效果。
3. 碳热还原机理研究在含锌电炉尘的碳热还原反应中，碳源与氧化锌等金属氧化物反应生成对应的金属。
碳的还原作用通过生成一系列的中间产物实现。
通过热力学计算和实验结果分析，研究得出了含锌电炉尘碳热还原过程的主要反应路径。
在该路径中，碳源首先与氧化锌反应生成金属锌和一氧化碳，然后一氧化碳再反应生成二氧化碳和金属。
通过改变反应温度和时间等条件，可以调控中间产物的生成速率和得率，从而实现对金属回收的控制。
4. 影响因素分析在含锌电炉尘的真空碳热还原过程中，影响反应效果的因素主要包括温度、时间、碳源种类和含锌电炉尘的性质。
在研究中，通过调整这些因素，分析了它们对反应的影响。
结果显示，适宜的温度和时间可以提高还原率和金属回收率，不同种类的碳源对反应的效果也有一定的差异。
此外，含锌电炉尘的物理和化学性质也对碳热还原反应有一定的影响。
5. 工业应用前景含锌电炉尘的真空碳热还原工艺具有广阔的应用前景。
通过该工艺，可以高效地回收含锌电炉尘中的金属资源，减少对矿石资源的依赖。
国内烟气脱硝技术的应用
国内烟气脱硝技术的应用作者：王明智来源：《沿海企业与科技》2011年第02期［摘要］脱硝技术主要分为低NOX燃烧技术和烟气脱硝。
烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOX排放的方法，具有很高的脱硝效率，应用较为成熟的有选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）、电子束法以及炽热碳还原等技术。
SCR(选择性催化还原法)是目前绝对主流的也是商业化最为成功的烟气脱硝技术。
［关键词］烟气脱硝；选择性催化还原；喷氨格栅；反应器［作者简介］王明智，华能海南发电股份有限公司东方电厂，海南海口，570311［中图分类号］ X701.3 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2011）02-0026-0004一、前言氮氧化物是造成大气污染的主要来源之一。
通常所说的氮氧化物NOX有多种不同形式：是主要的大气污染物。
我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤的直接燃烧，电力工业是我国主要的燃煤大户，因此火力发电厂是氮氧化物排放的主要来源之一。
脱硝市场从20世纪80年代开始，先后经历了日本、欧洲、美国的变迁，目前已经在中国渐渐启动。
北京市新的锅炉排放标准（DB11/139-2006）规定燃煤锅炉NOX不得高于100mg/Nm3。
随着北京市新标准的颁布，全国范围都会逐渐加强燃煤锅炉NOX排放的限定，可以预见在不远的将来，所有的发电燃煤锅炉及新上机组都将安装脱硝装置并达到排放标准。
二、脱硝技术介绍脱硝技术主要分为低NOX燃烧技术和烟气脱硝。
其中，低NOX燃烧技术已经在国内新建电厂得到广泛的应用，而烟气脱硝技术则更多地在国外得到广泛的应用。
烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOX排放的方法，具有很高的脱硝效率，应用较为成熟的有选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）、电子束法以及炽热碳还原等技术。
SCR(选择性催化还原法)是目前绝对主流的也是商业化最为成功的烟气脱硝技术，烟气脱硝效率能达到90%以上。
反应温度对碳热还原法合成SiC-B4C复合粉末烧失率和物相组成的影响
1引言SiC 陶瓷作为一种先进陶瓷材料，它具有熔点高、硬度高、高温强度高、热膨胀系数小、热导率高、耐腐蚀性能好以及优良的高温抗氧化性能等一系列优点，被广泛应用于石油、化工、机械、能源、航空等领域，对其研究已成为国内外学者研究的热点［1，2］。
但受制于SiC 陶瓷本身共价键结合机理，缺乏塑性变形能力，断裂韧性较差（<3.5MPa ·m 1∕2），室温强度较低，它的应用范围受到了一定的限制。
目前增韧强化的主要解决方法是引入第二相组分形成复合材料。
B 4C 陶瓷由于具有高硬度（仅次于金刚石和立方氮化硼）、高的杨氏模量、良好的化学稳定性以及较高的断裂韧性等优异性能，使得它成为SiC 陶瓷第二相增韧材料的一种较佳选择。
SiC与B 4C 陶瓷复合能使两者实现性能上的互补，目前国内外关于SiC-B 4C 复相陶瓷研究已有不少相关报道［3~6］。
要制备性能优异的SiC-B 4C 复相陶瓷，首先要合成出高质量的SiC-B 4C 复合粉末。
在前人已开展的关于合成各种碳化物粉末方面的研究中，由于碳热还原法具有合成工艺简单、所需设备简单、制备成本低、产品质量稳定等优点，因而目前是合成碳化物粉末的最主要方法［7，8］。
本研究拟选择硼酸、硅溶胶、片状石墨为初始原料，采用碳热还原法在管式炉中于氩气气氛下高温合成SiC-B 4C 复合粉末，探讨硼酸用量和反应温度对SiC-B 4C 复合粉末的烧失率和物相组成的影响。
2实验2.1实验试剂硼酸（H 3BO 3）（分析纯，湖南湘中化学试剂有限公司）；硅溶胶（mSiO 2·nH 2O ）（工业级，湖南长沙水玻璃厂）；石墨（C ）（工业级，湖南湘中化学试剂有限公司）；无水乙醇（C 2H 6O ）（分析纯，湖南汇虹试剂有限公司）。
摘要以硼酸、硅溶胶、片状石墨为原料，采用碳热还原法制备SiC-B 4C 复合粉末。
研究了反应温度对SiC-B 4C 复合粉末的烧失率和物相组成的影响。
基于FACTSage的钒钛磁铁矿配碳还原计算_刘许旸
第5卷第11期2010年11月885基于FACTSage的钒钛磁铁矿配碳还原计算刘许旸，白晨光，吕学伟，李东海，尹嘉清，伍永刚（重庆大学材料科学与工程学院，重庆 400044）摘 要：为了探索碳热还原钒钛磁铁矿的机理，运用FACTSage软件对钒钛磁铁矿碳热还原过程进行了理论计算。
结果表明，金属Fe和Ti的起始还原温度分别为700 ℃和1 300 ℃左右，随着温度的升高，液相中金属的生成量逐渐增加。
配碳量对金属液相的产生影响较大，配碳为16%时，出现金属液相的温度为1 550 ℃；配碳量大于18%时，金属液相产生的温度降低到1 180 ℃。
碱度对Fe回收率影响不大；而当碱度为0.4时，Ti的回收率最高。
当配碳量为20%、碱度为0.4时，Fe、Ti的还原效果最好。
关键词：钒钛磁铁矿；金属回收率；碳热还原中图分类号：TF512文献标志码：A 文章编号：1673－7180(2010)11－0885－5Theoretical study on carbon reduction of vanadiumbearing titan-magnetite based on FACTSageLiu Xuyang，Bai Chenguang，Lü Xuewei，Li Donghai，Yin Jiaqing，Wu Yonggang (College of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China)Abstract: In order to study the mechanism of the carbon reduction of vanadium bearing titan-magnetite in microwave, we conduct theoretic calculation for carbon reduction of vanadium bearing titan-magnetite in microwave by using FACTSage. The result of theoretic calculation shows that the metal Fe and Ti appeared when temperature was around 700 and℃ 1 300 ,℃ respectively. And with the increase of temperature, the amount of metals in the liquid raised.The carbon dosage has a great impact on the production of the liquid metal.The temperature of liquid metal phase starts to appear is 1 550 ℃ when carbon dosage is 16% and 1 180 ℃ when the carbon dosage is more than 18%. The basicity has little influence on reduction of Fe, but the recovery ratio of Ti seems to be the highest when the basicity is 0.4. Moreover, the recovery ratio of Fe and Ti is the highest when the carbon dosage is 20% and basicity is 0.4.Key words: vanadium bearing titan-magnetite；recovery ratio of metal；carbon reduction我国攀西地区拥有十分丰富的钒钛磁铁矿资源[1]。
碳热还原法
碳热还原法铝热还原法+碳热还原法+氢还原法冶炼金属钒（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新李俊翰教授等1铝热还原法1.1铝热还原法基本原理铝热还原法制取金属钒通常采用五氧化二钒或三氧化二钒两种原料。
铝还原五氧化二钒的还原反应如下：3V2O5+2Al=3V2O4+Al2O33V2O4+2Al=3V2O3+Al2O33V2O3+2Al=6VO+Al2O33VO+2Al=3V+Al2O3由以上四式可得如下总反应式：3V2O5+10Al=6V+5Al2O3上述总反应式反应的焓变为每6molV为-3735kJ或每1gV与Al2O3渣为-4.579kJ，属于高放热反应。
另外，V、Al2O3的熔点分别为1910℃、2050℃，相对较低，有利于形成熔渣及金属钒锭。
但当铝过量时，会形成Al-V合金，使脱出铝的难度加大。
铝还原三氧化二钒的还原反应如下：V2O3+2Al=2V+Al2O3该反应放热量较低，达不到渣熔化的温度，故只能制取粒状产品，而铝热法的渣不溶于水，故不适于用浸出法处理。
变通的方法为加入助熔剂，如KClO3，反应如下：KClO3+2Al=KCl+Al2O3该反应放出较多热量，使渣熔化，冷却后便于与金属钒锭分离。
1.2还原工艺1966年，Carlson采用二步法用铝还原V2O5制取钒。
第一步制取Al-V合金，第二步再精练制取高纯钒。
采用Al2O3钢罐内衬，抽真空充氩气，用燃气炉外源加热至750℃，点燃反应，反应迅速，冷却后分离渣与合金，合金再用HNO3溶液浸洗，然后粉碎成6mm 的块。
Peerfect对两步法又作出改进，改用铜坩埚，并用夹套水冷，取代有内衬的钢罐，避免了内衬耐火材料带来的污染，铜坩埚也用高纯材料制成。
抽真空充氩气，加入炉料V2O5 500g 、铝屑400g ，混匀压紧；上部添加启动料V2O5 90g、高纯铝粉50g 、I2 20g ，用一个金属钒丝盘条埋入启动料中，抽真空、排氮气、充氩气；钒丝充电启动点燃，升温至2050℃，反应迅速完成，冷却后通过重力分离渣和含金。
改性炽热炭还原脱硝技术的研究
改性炽热炭还原脱硝技术的研究Research on the reduction denitration technology by modified hot carbon周敏凯1，杨江毅2，唐昊2，刘丁嘉2，崔敏姝2，董安平1，陆强2(1.上海交通大学材料科学与工程学院，上海200240;•华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室，北京102206)摘要:针对炽热炭还原脱硝技术存在的反应温度高、炭消耗量大等问题，通过负载金属元素对活性炭进行改性，考察了不同元素（1^^3、？6、(：0、见和€^)对〔-^)脱硝性能和反应选择性的影响。
结果表明：反应条件对〔-以0反应有着重要影响，高温有利于C- NO反应的进行，氧气的存在可提高低温条件下NO的还原率，但同时会增加活性炭的消耗;Co改性的活性炭，在低温下的NO还原率最高，且Co的最佳负载量为7% ;在C o/AC的基础上，进一步K负载改性可以提高催化剂活性，而N i和Ca改性则可以降低活性炭的消耗。
关键词：活性炭;脱硝技术;低温脱硝性能；选择性Abstract：In order to solve the p roblems of high reaction temperature and high carbon consumption involved inthe reduction denitrification technology by hot carbon,modification of activated carbon was achieved with several metals.Experiments w ere performed to investigate the effect of metals (K，Ca，Fe，Co，Ni and Cu)on the denitrification activity and selectivity.The results indicated that reaction conditions would significantly affect the C-NO reaction,high temperature facilitated the C- NO reaction.The presence of oxgen could improve the reduction ratio of NO under low- temperature conditions，but the oxgen also increased Activated carbon modified by Co exhibited the best low- temperature denitrification perfo mal Co content was7%.Based on Co/AC，the further modification with K could promote the tivity，while modification w ith Ni and Ca would reduce the cart)on consumption.Key words：activated carbon；denitrification technology；low- temperature denitrification performance；selectivity中图分类号:X701.7 文献标识码：B文章编号：1674 -8069(2018)04 -013 -05〇引言燃料燃烧会形成N O、S〇2和粉尘等污染物[1_2]。
PM2.5污染来源及防治对策
PM2.5污染来源及防治对策区伟肇庆市环境保护监测站广东肇庆526000摘要：PM2.5是地球大气成分中的组成部分，它对空气的能见度和大气环境质量有重要的影响。
为解除目前我国大部分地区灰霾天气的困扰，本文介绍了PM2.5组成与来源，分析了PM2.5对环境的危害，并有针对性地提出一些防治对策。
供今后PM2.5的防治工作参考。
关键词：PM2.5；来源；途径；防治对策中图分类号：P185.16文献标识码：A文章编号：近年来PM2.5也被世界各国纳入环境空气质量标准，作为重点大气污染物进行防控。
因此，分析PM2.5的危害，来源和组成，寻找合理有效的防治对策，对实现大气的清洁和人类的可持续发展具有重要意义。
1PM2.5的危害关于“大气细颗粒物(PM2.5)污染与居民每日死亡关系的Meta分析”中建立了居民短期接触大气PM2.5污染的暴露反应关系，并得出结论：即大气PM2.5浓度每升高100μg/m3，居民死亡发生率增加12.07%。
目前已知的细微颗粒物对人体健康的影响主要包括：增加重病和慢性病患者的死亡率；使呼吸系统、心脏系统疾病恶化；改变肺功能及其结构；改变免疫功能；患癌率增加等。
2PM2.5的组成与来源2.1PM2.5的基本组成PM2.5的主要组分是硫酸盐、硝酸盐、有机化合物、元素碳（EC）及土壤尘等[5]。
研究表明，PM2.5由直接排入空气中的一次微粒和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次微粒组成。
一次微粒主要由尘土性微粒和由植物及矿物燃料燃烧产生的碳黑(有机碳)粒子两大类组成。
二次微粒主要由硫酸铵、硝酸铵和二次有机气溶胶组成，其形成的主要过程是大气中的一次气态污染物SO2、NOX、NH3、VOCS通过冷凝或在大气中发生复杂的化学反应而生成。
2.2PM2.5的来源解析(1)一次粒子排放源在一次微粒中，尘土性微粒主要来源于道路、建筑和农业产生的扬尘；碳黑粒子主要来源于柴油发动机汽车、锅炉、废物焚烧、露天烧烤、秸秆露天焚烧和居民烧柴等。
炽热碳还原法脱硝技术
脱硝效率高
设备和运行费用高昂
SCR脱硝目前研究热点
Cu系复合催化剂
低温催化剂 Mn系复合催化剂
钒系催化剂
降低反应温 度，减少热 量的损失。 但是氨用量 没有减少。
NH3 与H2经高温 高压催化反应
与NOx催化 还原
N2+H2=NH3
空气
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
按2010年NOx排放量为1700万吨，燃煤锅炉占55% ，需要消耗的氨量 为：1700×0.55÷30×17=530万吨，2010年全国合成氨产量为4960 万吨，如果将燃煤锅炉产生的NOx全部采用用SCR方法处理，每年需 要消耗全国年产量10%的合成氨才能实现，经济上非常不合理。
4.4 氧含量对NOx转化率影响
空间速度：5000h-1
95%
氧的存在降 低了反应温 度，提高了 转化率，氧 气促进了炭 的低温汽化 而产生了碳 活性位和表 面含氧化合 物，有利于 氮氧化物的
还原。
氧含量对NOx转化率影响
温度700℃，空速5000~7000h-1
氧含量的 变化对转 化率影响 不大，工 程中无需 外接鼓风 机补充氧
80%
0.5--0.7s
说明只有NOx 在炭层中达 到一定的停 留时间才能 被炭还原， 空速过高来 不及反应使 还原效率下
降。
4.3 原料选取
烟煤：具有挥发分较高，作为原料脱硝的同时会 造成二次的污染。
半焦：具有发达的孔结构，碳的比例较高，反应 性好。
焦炭：挥发分较低，孔隙率高，热值大。 从经济性和脱硝效果两方面综合考虑，我们可以 选择在800℃左右的热解温度下对烟煤进行热解得到 拔头半焦。
气
初,炽热碳还原法脱硝技术
当尾气中含有O2时：
3.2 热力学分析
400-1500k气
氛中，氮氧 化物与C和 CO反应的平 衡常数 Kp在 107~1073范围, 这说明了NOx 被C和CO很 容易被还原。
2C+O2= 2CO
38.2 28.58 23.77 20.88 18.96 17.03
反
应
400 600
4.4 氧含量对NOx转化率影响
空间速度：5000h-1
95%
氧的存在降 低了反应温 度，提高了 转化率，氧 气促进了炭 的低温汽化 而产生了碳 活性位和表 面含氧化合 物，有利于 氮氧化物的
还原。
氧含量对NOx转化率影响
温度700℃，空速5000~7000h-1
氧含量的 变化对转 化率影响 不大，工 程中无需 外接鼓风 机补充氧
按2010年NOx排放量为1700万吨，燃煤锅炉占55% ，需要消耗的氨量 为：1700×0.55÷30×17=530万吨，2010年全国合成氨产量为4960 万吨，如果将燃煤锅炉产生的NOx全部采用用SCR方法处理，每年需 要消耗全国年产量10%的合成氨才能实现，经济上非常不合理。
三、炽热炭还原脱硝法机理及热力学分析
80%
0.5--0.7s
说明只有NOx 在炭层中达 到一定的停 留时间才能 被炭还原， 空速过高来 不及反应使 还原效率下
降。
4.3 原料选取
烟煤：具有挥发分较高，作为原料脱硝的同时会 造成二次的污染。
半焦：具有发达的孔结构，碳的比例较高，反应 性好。
焦炭：挥发分较低，孔隙率高，热值大。 从经济性和脱硝效果两方面综合考虑，我们可以 选择在800℃左右的热解温度下对烟煤进行热解得到 拔头半焦。
科学创新“一氧化碳还原氧化铜”
科学创新“一氧化碳还原氧化铜”一、实验目的：1、通过实验证明一氧化碳能使灼热氧化铜还原成铜，一氧化碳被氧化成二氧化碳。
同时使学生明确一氧化碳和氢气一样都具有还原性。
2 、让学生知道一氧化碳有毒，会对环境造成污染，通过气球收集尾气并引燃，增强学生环境保护的意识。
二、实验科学原理：1 、红色铜丝受热表面被氧化成黑色氧化铜。
2Cu+O2===2CuO2、炽热的氧化铜被一氧化碳还原成铜。
CO+CuO===Cu+CO23 、用澄清的石灰水检验二氧化碳的生成。
CO2+Ca（OH）2===CaCO3↓+H2O4、尾气一氧化碳先用气球收集，再引燃。
2CO+O2===2CO2三、实验用品：分液漏斗、集气瓶（125ml、配双孔橡皮塞）、酒精灯、玻璃弯管、玻璃片、水槽。
光洁铜丝若干、澄清的石灰水、储有一氧化碳的储气瓶。
气球、细线若干、火柴。
四、科学创新“一氧化碳还原氧化铜”实验装置图。
五、实验操作步骤与现象。
1图1、如图1所示，装置气密性良好。
关闭分液漏斗活塞，取下集气瓶橡皮塞，并按图1所示，将铜丝绕在玻璃管如图的位置，并把气球固定在如图位置，（用细线把气球固定在玻璃管上，固定处不能漏气）2、首先把集气瓶盛满水，倒立在盛水的水槽中，再用排水法从储气瓶中集满一瓶一氧化碳气体，在水面下用玻璃片盖住瓶口，而后取出水面，并倒放在桌面上。
3、然后点燃酒精灯，把玻璃弯管上的铜丝加热至红，离开火焰后观察（铜丝由亮红变黑）证明红色的铜丝表面被氧化成黑色氧化铜，接着把集气瓶正放在桌面上，再给铜丝少加热，取下集气瓶口玻璃片，立刻伸入集满一氧化碳的集气瓶中，并把橡皮塞塞紧，反应后观察（黑色变成红色），证明氧化铜被一氧化碳还原成铜。
4、最后，先在分液漏斗中加入适量澄清的石灰水，打开活塞，往集气瓶中滴加少量的澄清石灰水后，关闭活塞，并加以震荡，石灰水变浑浊，证明一氧化碳还原氧化铜有二氧化碳生成（如图2）。
5、待装置冷却后，打开活塞，向分液漏斗中加入足量的石灰水至玻璃弯管口，生成的二氧化碳被吸收，尾气一氧化碳排入气球中，（如图3）然后再用酒精灯引燃尾气。
Fe-Cr-Ni-O体系碳还原产物热力学计算及实验分析
Fe-Cr-Ni-O体系碳还原产物热力学计算及实验分析刘洋;张延玲;郭文明;贾昕磊【摘要】对Fe-Cr-Ni-O体系碳还原产物的组成与特性进行探讨。
首先对不同温度及碳氧摩尔比条件下Fe-Cr-Ni-O体系碳还原产物进行热力学分析，然后对Fe-Cr-Ni-O体系及模拟不锈钢粉尘进行等温碳还原实验，并对还原产物进行系统分析。
研究结果表明：升高温度有利于体系中各金属氧化物的还原及合金相的生成；当碳氧摩尔比(nC：nO)小于1.0时，体系中金属氧化物尤其是Cr 2 O 3的还原不完全；当碳氧摩尔比大于1.0时，还原产物中容易出现金属碳化物。
当碳氧摩尔比为1.0时，渣铁分离效果较好。
此外，温度主要影响反应后期的失氧速率，而碳氧摩尔比主要影响样品的最终失氧率，但温度与碳氧摩尔比对反应前期的影响均不大；推断前期主要发生NiO和Fe 2 O 3的还原，而后期主要发生Cr2O3的还原。
%The composition and characteristics for the carbothermal reduction products of Fe-Cr-Ni-O system were studied. Thermodynamic analysis of the carbothermal reduction products of Fe-Cr-Ni-O system were carriedout firstly. Then the carbothermal reduction products of Fe-Cr-Ni-O system and simulative stainless steel dust were investigated through isothermal reduction experiments. The results show that higher temperature is beneficial to both the reduction of metal oxides and the generation of alloys, and the reduction of metal oxides (Cr2O3 particularly) is not complete atnC:nO (the initial molar ratio of C to O in the sample)<1.0, while the metal carbides are easy to appear atnC:nO>1.0. The separationof alloy and slag in the reduction products is good atnC:nO=1.0. Temperature mainly affects the oxygen loss rate in the later stageandnC:nO mainly affects the final reduction degree, while the effect of temperature andnC:nO ratio are not obvious in the early stage. It is speculated that the reduction of NiO and Fe2O3 happens in the early stage while the reduction of Cr2O3 occurs in the later stage.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】10页(P1989-1998)【关键词】Fe-Cr-Ni-O体系;碳;还原产物;合金;金属碳化物【作者】刘洋;张延玲;郭文明;贾昕磊【作者单位】北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京，100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京，100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京，100083;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京，100083【正文语种】中文【中图分类】TF644Fe-Cr-Ni-O体系化合物广泛存在于不锈钢冶炼所产生的粉尘，渣和酸洗污泥等副产品中。
碳热还原粉煤灰物相变化规律
碳热还原粉煤灰物相变化规律李紫勇;吴春晗;郁青春;卢勇;杨斌;柯伟国;申冉【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)003【摘要】在感应炉中,空气气氛下,以粉煤灰为原料,木炭为还原剂,不同温度条件下对粉煤灰还原反应过程及合金进行研究.利用XRD,SEM-EDS技术对还原产物进行分析检测.结果表明,碳还原粉煤灰分为4个阶段:(1 373 ～1 673 K) Fe2O3和碳反应生成铁;(1 773 ～1 873 K)石英和碳反应生成SiC,莫来石发生分解并与碳反应生成SiC和Al2O3;(1 973 ～2 173 K)石英除生成较多SiC,还有少量Si生成,部分Al2O3和空气中的氮气生成Al5O6N,并最终分解成Al2O3和AlN;2 273 K氧化铝和SiC,C反应生成Al,Si,AlN和碳反应生成Al.高温下有气态的SiO,Al2O产生,造成部分铝硅损失.合金由3个相组成,3者相互混合存在,除含有较多Al,Si,Fe,Ca外,还含有部分SiC.在合适的配碳量下,Al2O3对SiC的生成有抑制作用.【总页数】7页(P769-775)【作者】李紫勇;吴春晗;郁青春;卢勇;杨斌;柯伟国;申冉【作者单位】昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,云南昆明650093;省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,云南昆明650093;省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,云南昆明650093;省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,云南昆明650093;省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,云南昆明650093;省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】X773【相关文献】1.碳热还原电厂粉煤灰冶炼硅铝铁合金 [J], 杨大兵;姚华强;马国军;敖万忠;万国雄;张东升2.碳热还原-磁选-酸浸法去除粉煤灰中的杂质 [J], 王明华;李景钰;刘泽昆;刘宏阳3.碳热还原辉钼矿过程的物相变化规律研究 [J], 王多刚;郭培民;赵沛4.钛铁矿精矿碳热还原制取碳氧化钛(TiCxO1-x)物相演化机理研究 [J], 戴蔚;何春林;郑春慧;韦悦周;李杰;赵健5.铁矿石碳热还原过程中铅锌脱除及含铁物相的演变规律 [J], 张晓雪;罗立群;郑波涛;魏晨曦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
清华大学——炽热炭还原
加入了负载于Al2O3上的Pt催化剂
1.温度：
在有氧气存在下，600~700℃反应的转化率能达到90%多，但在无 氧条件下反应在600~700℃时转化率从30~40%到60~70%不等，反 应转化率达80~90%需温度在800℃以上。
2.空速：
实验室条件下气速在10cm/s左右，扩大试验中空速在5000~7000h-1，
温度上升
CO含量上升 消耗的炭与氮氧化物物质的量之比为10~12:1
O2没消耗完
炭1是Wyoming次烟煤快速分解的产物 炭2是自制的新鲜炭 炭3是冶金焦
高温有利于氧和氮结合 生成热力NO，所以过高 的床内温度对NO的还原 并不一定有利
假定反应为1级反应
O2的存在生成了N2O， 活化了反应
处理前浓度为5787.04mg/m3，排放速率为7.5kg/h； 处理后浓度为81.02 mg/m3，排放速率为0.11kg/h。
试验表明将装有200mm木炭填充物的直径30mm石 英反应器置于420℃下氮氧化物能充分还原。
பைடு நூலகம்
1.电炉 2.石墨电极 3.下落炉篦 4.灰渣收集器 6.反应氧化器 7.吸气导管 8.9.取样器
缺点：该试验未能揭示固体微量元素的催化特性和定量参 数。
现场模拟
在北京燕山石化做了无烟煤净化试验。NOx浓度为30005000ppm，在900-1000℃的温度下，空速高达30000h-1， 还原率仍达99%左右。
又在石家庄化肥厂用无烟煤及该厂造气用的机焦、土焦 及其混合焦末做还原剂，利用直径250的模型专职进行试 验。碳质粒度5-10mm，装碳高度10-20cm，NOx浓度为 2000-5000ppm，氧含量在6%左右，当流量为20-30m3/h （空速为500-1500h-1），可使碳质固体在装置中稳定的 燃烧，温度在900℃以上，还原率可达95%左右。
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炽热碳还原技术讨论总结
1、采用廉价碳体替代氨具有重要意义, 脱硝工艺应满足耐尘、耐硫、温降低或
低温、阻力小的特点
2、炽热碳还原技术需要在高温下500-900℃进行，对于不同体系(发电、供热及
化工生产)工艺流程及锅炉结构均相同、差异较大，脱硝反应器的位置选取必须合适，具有一定难度，但如果选对具有重要的实际推广价值。
3、根据脱硝反应机理:
C+2NO=CO2+N2
2C+2NO=2CO+ N2
2C+2NO2=2CO2+ N2
4C+2NO2=4CO+ N2
2CO+2NO=2CO2+ N2
4CO+2NO2=4CO2+ N2
(1)在相同的环境下，C+NO X和CO+NO X对脱硝的贡献非常重要,需要进行研究判断。
(2)CO与NO X在高温500-900℃无催化剂下是否反应及反应时间及脱硝率需要探讨。
(3)如果(2)成立,适宜的炽热碳还原脱硝技术的脱硝剂气体CO比固体碳要有优势。
5、是否能够在燃煤锅炉中，调整过量空气系数大小，调节过氧指数、使NO X的产生量减少，同时调节条件利用烟气中CO还原NO X。
6、开发低温催化剂，使碳或CO在低温条件下,可以与氮氧化物反应，解决脱硝位置难选问题，但催化剂需要耐硫、防尘。
7、若采用CO还原脱硝，需要解决CO的来源，可以采用小型煤气发生炉提供CO, 如有外供CO最经济
8、采用碳或CO脱硝，均需选择适宜脱硝反应器。
9、已对旭阳焦化脱硝进行了调研，旭阳焦化脱硝的是炉顶燃烧后的荒煤气，出
口温度800-900℃，原先该部分热量没有回收利用，现已设置废热锅炉产蒸汽回收热量，这部分最大的优点是荒煤气是脱硫后燃耗，烟气含硫量很低，不需要再设置脱硫装置，现排放量为900ppm，利于催化脱硝。
根据以上讨论，可以开展工作;
1、建立一套炽热碳还原实验装置，对C和CO脱硝反应进行研究，分为气固和气气两个体系，具体问题需进一步讨论。
2、依据已有文献及实验结果进行脱硝工艺设计。
3、根据旭阳荒煤气脱硝特点进行脱硝工艺设计。
拟安排1名研究生和4名本科生完成上述工作：。