O3/NaOH同时脱硫脱硝的热力学研究

利用化学热力学基本原理,分别计算了O₃/NaOH溶液同时脱硫脱硝反应过程中的摩尔反应吉布斯自由能变、摩尔反应焓变、化学反应平衡常数,以及化学反应达到平衡时的SO₂和NO的分压力,结果表明:利用O₃/NaOH溶液同时脱除SO₂和NO是可行的.     

SO2浸出软锰矿体系连二硫酸锰的生成机制

副产物连二硫酸锰(MnS₂O₆)生成是限制废气二氧化硫还原浸出软锰矿副产硫酸锰工艺工业化应用的技术瓶颈和关键科学问题。迄今,MnS₂O₆的生成机制尚未明确,难以为探究其工艺控制措施提供有效理论依据。基于此,本文研究了SO₂浸出软锰矿体系MnS₂O₆的生成机制,阐明了MnS₂O₆生成速率控制步骤和动力学过程。首先基于反应体系理论分析,提出基于表面吸附和电化学模型的自由基生成机制可用于解释MnS₂O₆的生成机制,其生成速率微观上取决于自由基HSO₃形成速率,宏观上主要取决于体系H^₊和HSO- 3浓度,两者的反应级数均为1,推导的理论生成速率方程为 。随后通过动力学实验考察了体系SO₂浓度、pH和温度对MnS₂O₆生成的影响,研究结果表明,MnS₂O₆生成速率随体系酸度和温度的升高呈现先快速减小后趋势趋缓,随体系SO₂浓度的升高而升高,H^₊和SO₂浓度对MnS₂O₆生成速率的反应级数分别为-0.057和0.9954,反应的活化能为6894.05 J/mol。最后基于液相SO₂解离平衡关系,推导得到H^₊浓度和HSO- 3浓度对MnS₂O₆生成速率的反应级数分别为0.943和0.996,与理论速率方程的级数非常接近。研究结果验证了对MnS₂O₆生成机制的解释和动力学推导过程, 可为该工艺工业化应用时MnS₂O₆生成特性及抑制方法研究提供理论依据和有效途径。     

SO2-4对块体纳米晶铜阳极极化行为的影响

为了揭示SO₂^-4对块体纳米晶铜耐蚀性能的影响规律,利用电化学方法,结合X射线衍射、能谱分析、扫描电镜等表面分析技术,研究了惰性气体沉积原位温压法制备的块体纳米晶铜在不同质量分数（0.3%、1.3%、2.3%、3.3%和4.3%）Na₂SO₄溶液中的阳极极化行为.结果表明,随着SO₂^-4的增多,纳米晶铜的致钝电流密度增大,而致钝电位降低.在0.3%的Na₂SO₄溶液中加入1%的NaCl,纳米晶铜阳极极化行为发生明显变化,Cl^-在纳米晶铜表面形成难溶于水的CuCl保护钝化膜,纳米晶铜致钝电流密度降低,活化-钝化过渡区电流密度下降速率显著减小.     

Fe2(SO4)3对活性污泥微生物活性的影响

为了解Fe₂(SO₄)₃作为絮凝剂对活性污泥中微生物活性的影响,向活性污泥系统中投加质量浓度为20、40、60、80,100 mg·L-1的Fe₂(SO₄)₃,反应4 h后测定活性污泥的脱氢酶活性、比耗氧速率(R_SOU)、胞外聚合物(EPS)及各组分含量,同时测定系统出水的COD等各项指标．结果表明:Fe₂(SO₄)₃质量浓度在20～60 mg·L-1时对活性污泥的脱氢酶活性、R_SOUEPS及各组分含量影响均不大,此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物随Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加而有较大幅度去除．Fe₂(SO₄)₃质量浓度为80 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU、总EPS含量均明显下降．当Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加到100 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU进一步受到抑制,而总EPS含量则大幅度提升．此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物去除率增加幅度变缓,SCOD及NH₃-N去除作用有所下降．     

烟气催化脱硫反应器化学反应的数值模拟

烟气催化脱硫反应器主要通过在含有脱硫催化剂的填料表面发生脱硫反应,实现降低出口烟气的SO₂浓度,使之达到排放标准。为了准确预测脱硫率,需要探明脱硫反应器的主要结构和操作参数对其的影响。借助于ANSYS软件,利用脱硫有效容积逐渐减少的稳态计算方法,模拟反应器内的非稳态流动和催化氧化反应,可以探明烟气SO₂浓度、空速和填料高度对脱硫率的影响,找到反应器脱硫率随时间变化及出口SO₂浓度随时间变化的规律,并通过流动模拟数据和实验结果的对比修正适合催化脱硫的计算模型。研究结果表明：在脱硫催化剂加热阶段对脱硫速率的影响较大,会使脱硫率降低;进口烟气SO₂浓度的增加会使反应器脱硫率下降、出口SO₂浓度增大;空速对脱硫率有较大的影响,过高或过低的空塔气速均不利于脱硫系统的运行;催化剂床层高度越高,脱硫率越高。因此,考虑到实际工业操作中烟气加热催化剂阶段的影响,对反应速率常数表达式进行温度修正,所得的结果可与工业试验数据很好的吻合;将实际工况中反应表面的减少简化为反应空间的减少,并将床层划分为若干个子空间,采用逐渐减少计算域催化反应总空间容积进行非稳态流动和化学反应模拟是可行的;为了达到较高的脱硫率,空速在0.2~0.3 m/s的范围内选取较为合适;催化剂填料床层高度适宜的范围为1 600~1 800 mm。这些为工程设计提供了重要的依据。     

磷铵料浆中的 SO42-对其平衡氨分压影响的研究

In this paper, ammonia equi-pressures of ammonium phosphate slurry under different neutralization degree and SO₄^2- conc entration (0～4%) are determined using headspace gas chromatography. Based on these experimental data, the correlating formula of ammonia equi-pressure to SO₄^2- concentration is developed. The results show that ammonia equipressure will decline while shurry exist with SO₄^2-     

次氯酸钠对磺胺二甲氧嗪的降解与风险评价

自来水原水中新兴污染物的存在对饮用水水质安全提出新的挑战。采用氯消毒对典型磺胺类抗生素磺胺二甲氧嗪（Sulfadimethoxine,SDM）进行降解研究,考察余氯初始浓度、pH值、氨氮（NH₄-N）等因素对降解的影响,探究SDM氯氧化降解机理,评估其生态风险。结果表明：在SDM初始浓度为15 μmol/L、余氯初始浓度为60 μmol/L的条件下,120 s内SDM去除率达到95.9%,降解过程符合准二级反应动力学。反应速率常数随着余氯初始浓度增大而增大,随着NH₄⁺-N浓度增大而减小,背景阴离子Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-对反应影响甚微,HCO₃^-、CO₃^2-对反应有抑制作用,中性条件下有利于SDM氯氧化反应。基于高分辨质谱HRMS Orbitrap解析出9种降解中间产物,降解过程中发生氯代反应、脱甲基反应和羟基加成反应等。在消毒过程中,SDM的完全去除并不意味着生态风险的有效削减,对饮用水水质安全构成潜在风险。     

硅基高分散钴氧化物活化亚硫酸盐降解有机污染物的效能

近年来,基于硫酸根自由基（SO₄^·-）的高级氧化技术（SR-AOPs）迅速发展,高效稳定地产生SO₄^·-自由基的催化剂及相关机制成为新的研究重点。采用氨水改性吸附焙烧法制备非均相硅基高分散钴氧化物（CoNSi）催化剂,用于活化工业副产物亚硫酸盐（S（IV））,进而以废治污降解污染物。分别研究了不同pH值、不同CoNSi和亚硫酸钠（Na₂SO₃）投加量、不同橙黄Ⅱ（AO7）浓度以及氧气对底物降解效能的影响,分析了亚硫酸盐浓度和AO7浓度对AO7降解反应初始速率的影响。结果表明：当反应pH值为9.0,CoNSi和Na₂SO₃投加量分别为0.25 g/L和1.0 mM,AO7浓度为7 mg/L,氧气存在的条件下,AO7的降解率可达到79.4%。此外,序批实验证明了CoNSi活化亚硫酸盐的稳定性,自由基抑制实验证明了SO₄^·-自由基是降解AO7的主要活性物种。     

华南沿海城市PM2.5污染特征及来源解析

基于2017年12月25日至2018年1月16日1 h时间分辨率的在线监测数据,对华南沿海城市——阳江市的大气PM_2.5质量浓度、化学组分和来源进行了分析.结果表明,采样时段阳江市PM_2.5中主要化学组分为OM、NO^-₃、SO^2-₄、NH⁺₄和EC,质量浓度占比分别为32.75%、25.59%、16.41%、12.37%和4.82%.相比清洁过程,两次污染过程期间NO^-₃质量浓度均为清洁过程时段的6倍以上,增量明显高于其他组分,占比则均为清洁过程时段的2倍以上,分别占29.38%和30.81%.PMF解析结果表明,二次转化源是最主要的源,其分担率高达51.41%,其中NO_x二次转化源分担27.18%,是阳江市PM_2.5分担率最大的二次转化源.首要的一次排放源是机动车源(15.11%).污染过程期间NO_x二次转化源的分担率显著提升,从11.85%分别增至33.15%和36.96%,是阳江市大气PM_2.5污染形成的主要原因.本研究表明阳江市冬季PM_2.5污染特征已类似于大型和特大城市,即面临严峻的二次污染,应着重加强对硝酸盐的防治,同时注重机动车管控.     

Ca2+对SiO2-BSA混合体系膜污染行为的影响

为研究Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响,针对SiO₂与牛血清蛋白(BSA)共存体系,在不同Ca²⁺浓度下,使用原子力显微镜测定各污染物与聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜及各污染物之间的作用力,结合膜污染实验,探讨Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响.结果表明:随着Ca²⁺浓度的增大,SiO₂-BSA引起的膜污染逐渐减小,主要是因为Ca²⁺改变了SiO₂-BSA混合体系中各污染物与膜及污染物之间的相互作用力.针对污染物与膜之间的相互作用力,Ca²⁺的加入触发了PVDF膜与BSA及SiO₂之间的水合排斥力,从而削弱BSA在膜表面的吸附累计速率,有效减缓了运行初期的膜污染速率;针对污染物之间的作用力,Ca²⁺浓度的增加使得SiO₂-SiO₂及SiO₂-BSA之间作用力增大,从而导致污染物团聚形成大尺寸聚集体,在膜面形成松散多孔的污染层,进而伴随着膜污染速率以及污染幅度的减小.     

旋流板塔煤浆法烟气脱硫研究

煤浆法烟气脱硫是以煤浆洗涤含二氧化硫的烟气,二氧化硫溶于浆液形成亚硫酸,煤中黄铁矿与亚硫酸、氧气发生反应,亚硫酸被氧化为硫酸,从而实现烟气脱硫.反应过程中,煤中的黄铁矿硫也被转化为硫酸而浸出,反应产生的Fe3＋/Fe2＋又对脱硫反应起到了催化剂的作用.以旋流板塔为吸收设备,研究了煤浆法烟气脱硫过程中浆液温度、液气比、空塔气速及浆液固液比等操作参数对脱硫率的影响规律.试验表明,在其他条件不变的情况下,适当提高液气比、空塔气速及浆液固液比均有利于提高脱硫效果.随着烟气脱硫过程的进行,脱硫浆液中的总铁含量不断增加,说明煤中黄铁矿被不断浸出,故此法在脱除烟气中的二氧化硫的同时也降低了煤中黄铁矿硫含量.     

软锰矿浆烟气同步脱硫脱硝尾液中连二硫酸锰分解特性的研究

针对软锰矿浆烟气脱硫脱硝尾液中MnS2O6的存在会影响副产品质量的问题,对MnS2O6在液相中的分解特性进行了研究.基于液相中MnS2O6的分解产物及碘量法测定SO2的原理,通过测定SO2生成速率表征MnS2O6的分解速率,探讨了H2SO4浓度、MnS2O6浓度、温度及MnSO4、Mn(NO3)2浓度对MnS2O6分解速率的影响.结果表明,MnS2O6分解速率随H2SO4浓度、MnS2O6浓度和温度的升高而增大,随MnSO4浓度的增大而减小,与Mn (NO3)2浓度无关.本征动力学研究结果表明,MnS2O6、H2SO4浓度的反应级数分别为0.8、1.2,活化能为96.9kJ ·mor-1,指前因子为1.61×1010s-1,研究结果可为软锰矿浆烟气脱硫脱硝尾液中MnS2O6的去除提供理论依据.     

pH值缓冲剂及烟气氧含量对软锰矿浆烟气脱硫体系的影响

软锰矿浆烟气脱硫工艺能利用软锰矿中的MnO2与烟气中的SO2反应生成副产品硫酸锰,喷射鼓泡反应器(JBR)适宜于该工艺体系,但在单级JBR反应器中进行软锰矿浆烟气脱硫很难同时实现较高的脱硫率(η(SO2))和锰浸出率(X(Mn))。针对这一问题,通过实验在JBR反应器中考察了pH值缓冲剂添加比例和烟气氧含量对软锰矿浆烟气脱硫体系的影响,确定烟气氧含量为21%时pH值缓冲剂的最佳添加比例为30%,烟气氧含量为7%时pH缓冲剂的最佳添加比例为10%。结果表明,在模拟燃煤烟气的条件下,体系中pH值缓冲剂的添加比     

雾化碱液吸收SO2气体的实验研究

本文对竖直圆管实验段中喷入雾化的NaOH溶液吸收烟气中的SO2气体做了实验研究,并分析了影响SO2吸收率的多种因素如(2OH-)/SO2、烟气进口温度、入口SO2浓度、雾化空气量及烟气的流速等等,实验结果为实际的脱硫装置的设计及运行提供了基础数据.     

高锰酸钾吸收气态汞的传质-反应研究

为了考查氧化剂高锰酸钾吸收气体态元素汞Hg0的行为,在鼓泡反应器中,通过改变各种影响因素,采用冷原子吸收（CVAA）测汞仪测定了反应器进口和出口的气态汞浓度.系统地研究了高锰酸钾初始浓度、pH值、汞初始度和反应温度等主要参数对气态汞去除效率的影响,并分析了KMnO4氧化Hg0的反应热力学和传质-反应动力学问题.研究结果表明,高猛酸钾初始浓度的增加、强酸或强碱条件均有利于Hg0的去除,H2SO4的存在促进了Hg0在MnO2上的吸附,而强碱水溶液中产生的OH间接氧经了Hg0;反应温度的升高抑止了Hg0的去除,而Hg0初始质量浓度对反应的影响可忽略;KMnO4氧化Hg0的反应为二级反应,活化能为27.22 kJ/mol.     

基于超重力法脱除模拟烟气中CO_2的实验研究

超重力法与化学吸收法相结合的方法是一种较新的脱碳方法.为了获得各种因素对超重力法脱除CO2气体效率的影响,实验研究了模拟烟气流量、吸收剂浓度、吸收溶液流量以及转子转速对CO2脱除率的影响.实验结果表明,CO2脱除率随着模拟烟气流量的增加而降低,随着吸收剂浓度和吸收液流量的增加而增高,随着转子转速的增加呈先增后降的趋势.     

液柱冲击塔湿法烟气脱硫的试验研究

设计了一种新型的液柱冲击塔脱硫装置，通过冷态试验研究各种结构和运行参数的变化对液柱冲击塔脱硫效率的影响。研究结果表明，在试验范围内，液柱冲击塔的脱硫效率随着喷液密度、塔内风速、液气比、循环水池pH值、烟气入口温度的增大而提高，随着SO2入口质量浓度的增大而降低。减小液柱冲击塔阻挡层的通流截面或阻挡层与液柱喷嘴之间的距离可以有效改善脱硫浆液的雾化效果，从而显著提高脱硫效率。选择适当的结构和运行参数，液柱冲击塔的脱硫效率可以达到95%以上。     

烟气脱硫系统运行参数对脱硫效率的数值模拟

采用数值模拟的方法分析了液滴初始粒径、烟气出入塔温度、烟气入塔速度、SO2入塔浓度和脱硫剂浓度等影响脱硫效率的敏感参数,建立了合理的数学模型,分析了上述参数在反应塔内的变化及其对脱硫效率的影响规律,确定了合理的参数调控体系。     

冷凝式双氧法脱硫脱硝一体化工艺

SO_2和NO_x是导致酸雨、雾霾以及造成温室效应的主要污染物之一。有效控制煤燃烧产生的SO_2和NO_x等污染物是绿色发展的必然要求。设计了脱硫脱硝一体化的工艺。利用臭氧将烟气中的NO氧化为易溶于水的NO_2;然后通过催化激活的双氧水,将残余的NO氧化为NO_2;最后引入吸收塔内同时完成脱硫脱硝。脱硫剂采用MgO代替常规的CaO。该一体化工艺的脱硫效率可达98%以上,NO_x排放值控制在50 mg/m~3以下,脱硫产物采用温差结晶的方式,生成的产物可作为农肥的原材料。     

Experiments and reaction characteristics of liquid phase simultaneous removal of SO_2 and NO

Experiments of simultaneous removal of SO2 and NO from simulated flue gas,using NaClO2 solution as the absorbent,were carried out in a self-designed bubble reactor,and high simultaneous removal effi-ciencies of SO2 and NO were obtained under the optimal experimental conditions.The mechanism of simultaneous removal based on NaClO2 acid solutions was proposed by analyzing the removal prod-ucts.Possibility and limitation of the desulfurization and denitrification using NaClO2 acid solutions were calculated by ...