耦合微波的芬顿试剂/活性炭低温催化氧化NO

为实现NO的低温氧化,在液相体系中,以温度23~65℃考察耦合微波的芬顿试剂/活性炭催化氧化NO的效果.采用对照实验论证连续稳定施加微波对芬顿试剂的强化作用,包括热效应和敏化效应;研究微波功率、初始pH值、AC添加量、Fe2+初始浓度、H2O2初始浓度等因素对NO脱除效果的影响,最终得出最佳反应工况.结果表明:微波结合活性炭能够显著提高NO脱除效率;反应最佳工况为微波功率400 W,pH=3,AC添加量为4 g,Fe2+初始浓度为5 mmol/L,H2O2初始浓度为0.3 mol/L,此时NO脱除效率达到46.3%.     

亚甲蓝分光光度法测定氧化降解瓦斯的羟基自由基

建立一种亚甲蓝作显色剂分光光度法测定Fenton试剂氧化降解瓦斯反应体系中·OH含量的方法,所产生的羟基自由基与亚甲蓝作用后使其吸光度降低,利用吸光度值的变化可间接测定·OH表观生成率,系统研究了H2O2浓度c(H2O2),Fe2+浓度c(Fe2+),初始pH值、反应温度等因素对·OH表观生成率的影响;同时,研究了异丙醇对·OH表观生成率和甲烷降解率的影响规律.结果不仅找出Fenton试剂氧化降解瓦斯反应体系中的·OH表观生成规律,而且为矿井瓦斯的绿色治理技术提供了重要的基础数据.     

活性炭对双吡唑模拟废水的选择性吸附及其再生

采用活性炭吸附法处理实验室条件下制备的双吡唑模拟废水,并对吸附饱和的活性炭进行芬顿氧化法再生。结果表明,在投加1 g/L活性炭,调节pH=1.5,常温下反应60 min时废水化学需氧量去除率为88.3%,双吡唑去除率为98.0%。活性炭对双吡唑的吸附行为符合二级动力学,而乙醇和正丁醇对活性炭吸附双吡唑无影响。对吸附饱和的活性炭进行处理,在投加0.3 g FeSO₄·7H₂O,6 mL H₂O₂,调节pH=3,常温下反应30 min时,活性炭再生效率可达68.25%。通过SEM扫描电镜对再生的活性炭进行表征,表明孔隙堵塞影响活性炭再生效率。活性炭能有效处理双吡唑模拟废水且具有很好的吸附选择性,芬顿氧化法可再生活性炭,实现活性炭循环利用。     

基于甲烷化学链燃烧的CeO_2改性Fe_2O_3基氧载体制备与性能研究

采用共沉淀法制备了系列CeO2修饰的Fe2O3复合氧化物氧载体,利用XRD、H2-TPR技术表征了结构与还原能力,详细研究了甲烷化学链燃烧反应性能.结果表明,CeO2颗粒可与Fe2O3颗粒形成丰富的交互界面,这些界面不仅可以促进Fe2O3的低温还原能力,还能激发Fe2O3深层晶格氧的释放,促进Fe2O3被还原为更低价的铁物种,提高氧化铁的可还原性.CeO2助剂的添加还有助于提高Fe2O3氧载体的抗高温老化能力.与甲烷反应时,CeO2助剂的存在可以使CO2的生成温度向低温偏移,在恒温反应中获得更高的甲烷转化率.然而过高的CeO2含量容易引起甲烷不完全氧化的发生(生成CO和H2),影响甲烷化学链燃烧效果,CeO2的摩尔含量为5%时氧载体对应的甲烷转化与CO2生成均处较高水平.     

含硫油品储罐自燃倾向性研究

含硫原油储罐中的活性硫(硫化氢、硫、硫醇)与腐蚀产物———铁锈反应生成不同形式的硫铁化合物(FeS、Fe2 S3 、FeS2 )。这些化合物活性很高,与空气中的氧气反应放出大量的热,使储罐内温度升高,导致燃点低的物质发生自燃,从而引起火灾事故。对Fe2 O3 、Fe3 O4与H2 S反应产物的氧化自燃性进行了考察,发现其氧化自燃倾向性有较大差异,对其硫化产物进行电镜分析,结果表明,不同硫化方式生成的硫化产物结构不同,致使氧化倾向性有较大差异,从而对引起储罐自燃的影响不同;在不同氧气浓度下对硫化产物的氧化倾向性进行了考察,结果表明,氧气浓度越大,自然氧化性越高。     

CO_2对CaS氧化反应特性影响的热重研究

从热力学角度分析常压下CO2气体与CaS可能的反应途径,采用热重实验研究CO2对CaS氧化特性的影响,利用红外光谱仪定量分析反应析出的气体。研究表明,CaS可以与CO2发生氧化反应,生成CaO与CaSO4,同时析出SO2与CO气体。与O2体积浓度为21%的气氛相比,在干燥空气中CaS发生氧化反应的初始反应温度降低,SO2析出量减少,固硫产物CaSO4含量增大。在CO2和O2的共同作用下,干燥空气对CaS的氧化能力稍强于O2体积浓度为21%的气体。     

微波-活性炭-Fenton法处理焦化废水的研究

为了探讨微波-活性炭-Fenton试剂催化氧化体系处理焦化废水的最佳工艺条件,研究活性炭用量,H2O2用量,微波功率,微波辐射时间,废水pH值等不同因素对焦化废水COD去除效果的影响,再通过正交实验得出最佳处理条件.发现对50mL焦化废水,活性炭用量为0.4g,H2O2用量为3mL,微波功率为400W,微波辐射时间为5min,废水pH值为5时的COD去除效果最好.该条件下焦化废水COD去除率达85%以上.并由此初步建立了微波-活性炭-Fenton试剂催化氧化体系处理焦化废水的工艺.     

生活污水的高级氧化预处理效果研究

以芬顿试剂、高锰酸钾为氧化剂氧化降解生活污水,通过测定COD、BOD5变化来比较氧化效果．在单因素实验的基础上,采用正交试验进行研究．芬顿试剂适宜的氧化条件：FeSO4·7H2O的投加量为3mmol／L,pH值为3,H2O2与Fe^2＋的投加比为3：1,反应时间为60rain;高锰酸钾适宜的氧化条件：投加量为0．2mmol／L,pH值为2,反应时间为60min．研究表明：与高锰酸钾处理的效果相比,采用芬顿试剂,COD去除率可达80％,处理后废水的可生化性大大提高,为进一步的生化处理创造了良好的条件．     

相对湿度对硫铁化物自燃性的影响

油品储罐中的H2S气体在没有O2的室温条件下能与储罐内壁铁的主要腐蚀产物Fe2O3发生化学反应生成硫铁化物,硫铁化物的氧化放热是引起含硫油品储罐着火的主要原因。为此,研究了在75℃的硫化温度下,水分的存在对硫铁化物的生成及不同相对湿度对硫铁化物自燃性的影响。通过Fe2O3硫化产物的氧化升温实验,分析不同条件对硫铁化物自燃性的影响。结果表明,在高温条件下,水分的存在是影响Fe2O3反应生成硫铁化物的重要因素,相对湿度为10%~15%条件下生成的硫铁化物自燃性最强,对储罐安全运行构成了一定威胁。     

低O_2含量条件下煤自燃产物生成规律的实验研究

针对采空区自燃带、巷道高冒区、封闭火区等自燃危险区域内O2体积分数φ(O2)低于矿内大气中O2含量的实际情况,开展了φ(O2)分别为21%,17%,13%,9%,5.8%的煤自燃试验,分析了氧化产物CO,C2H4,CO2的生成规律.结果表明,氧化产物的生成随φ(O2)的降低总体呈现"滞后效应":氧化产物生成的初始温度滞后;相同温度时氧化产物的生成量减小.由于滞后效应的存在,如按正常O2含量条件下测定的煤自燃特性预测自燃进程,会造成延迟预报或误报,因此,采用实际O2含量测定煤的自燃特性更符合现场情况.     

Fenton法预处理颜料企业生产废水

针对颜料企业生产废水pH波动大,有机污染物成分复杂与可生化性差的问题,采用Fenton法对颜料废水进行了预处理实验研究.通过研究在不同实验条件下,Fenton试剂预处理该类废水的COD去除率及处理成本,验证了Fenton法处理颜料企业生产废水的可行性并得到Fenton法预处理此类废水的最优实验条件.实验结果表明,Fenton试剂处理该废水的COD去除率最高可达81%;在最优实验条件下,COD去除率为52%,处理成本为4.3元/t;Fenton法处理颜料企业生产废水的影响因素依次为H2O2∶Fe2+(mol∶mol)H2O2∶COD(g∶g)出水pH.     

Kinetics of Fe3O4 formation by air oxidation

The kinetics of Fe₃O₄ formation by air oxidation of slightly acidic suspension of Fe(OH)₂ was studied. The effects of initial concentration of Fe(II), temperature, partial pressure of oxygen, air flow rate and stirring rate on the oxidation rate were investigated. The results show that Fe₃O₄ formation is composed of two-step reaction, the first step is the formation of Fe(OH) ₂ ⁺ by oxidation of Fe(OH)⁺ complex ions, the second step is the formation of magnetite by dehydration and deprotonation of Fe(OH)⁺ and Fe(OH) ₂ ⁺ . The oxidation reaction is zero-order with respect to the concentration of Fe(II) and around 0.5-order with respect to partial pressure of oxygen, and oxygen transfer process is rate-limiting step of oxidation reaction with apparent activation energy of 2.74 kJ · mol⁻¹.     

微波和微波Fenton组合法处理渗滤液的对比

利用高级氧化技术能将废水中的有机物氧化分解为小分子的碳氢化合物或将有机物完全矿化为CO2和H2O。利用微波辐射和Fenton法组合处理垃圾渗滤液,以探索微波Fenton法连续流处理垃圾渗滤液的可行性。实验对比研究了微波辐射、微波辐射与Fenton组合方法处理垃圾渗滤液的可行性。实验研究表明,垃圾渗滤液在微波功率为600 W,作用时间为4 min下的COD去除率可达到20%。而经过微波辐射处理后的垃圾渗滤液,再加入Fenton试剂,在FeSO4的浓度为15 mmol/L,H2O2的浓度为60 mmol/L,pH为5,反应时间为30 min的条件下,COD去除率可达到72%。     

微波辐射Fenton氧化处理络合铜废水研究

以络合铜生产废水为研究对象,考察了H2O2投加量、FeSO4投加量、pH值、微波辐射时间、微波辐射功率等因素对微波辐射Fenton氧化法去除污染物效果的影响.分析了最优条件下单独微波、单独Fenton以及两者联用对CODCr和Cu2+的去除作用,初步探索了各影响因子的作用效果和综合反应机理.结果表明,通过单因素实验优化微波辐射Fenton氧化处理络合铜生产废水的最佳工艺条件为:30%H2O2用量为130 mL/L、FeSO4.7H2O用量为5 g/L、pH值为3.5、微波功率680 W、微波辐射时间10 min.在此条件下,微波结合Fenton氧化使CODCr和Cu2+分别由14 750 mg/L、968 mg/L下降到1 327 mg/L、55 mg/L,单独微波下降到11 563 mg/L、681 mg/L,单独Fenton氧化下降到2 537 mg/L、99 mg/L.     

基于GAM的北京PM_(2.5)浓度变化的影响因素研究

为辨识与测度不同影响因子对PM_(2.5)浓度变化的作用机理,以2015年北京PM_(2.5)浓度时间演变模式为基础,建立PM_(2.5)与各大气污染物(PM_(10)、SO_2、NO_2、CO、O_3)及气象因素(日均温度、风力、风向)的GAM模型,探索不同因素对PM_(2.5)浓度变化的影响作用。结果显示:(1)北京PM_(2.5)浓度具有夏秋季低、春冬季高的时间分布特点;(2)2015年北京PM_(2.5)浓度变化与PM_(10)、SO_2、NO_2、CO大体呈线性正相关,且正相关程度由强到弱为:COPM_(10)SO_2NO_2,而与O_3、温度和风因子的关系更为复杂;(3)GAM模型的拟合优度R~2为0.725,线性回归模型的拟合优度R~2为0.519,相比较,GAM模型对PM_(2.5)浓度变化的解释度提高了20.6%。研究表明,GAM模型对于建立PM_(2.5)浓度变化与影响因素间综合性复杂关系更灵活、更可靠,优于线性回归模型。     

燃瓦斯气蓄热式加热炉再燃低氮改造数值模拟

为实现燃瓦斯气加热炉氮氧化物(NOx)排放低于200 mg/m3(O2体积分数3.5%)的要求,提出高效的再燃低氮改造方案.通过数值计算和工业试验相结合的方法对其进行验证.采用FLUENT软件计算不同再燃瓦斯气比例和当量比下,不同截面温度及NOx质量浓度分布,NOx生成还原特性和瓦斯气未燃尽率等.根据优化的数值计算结果对加热炉进行改造,进行连续一周的工业试验.结果表明:增加再燃比,燃烧空间高温区域比例降低,热力型NOx生成量减少且减幅增大,再燃作用对NOx的还原率先升高后降低.当再燃比为0.20时,再燃作用还原NOx的效率最高.增加再燃比或降低主燃区当量比将降低NOx浓度,但瓦斯气未燃尽率升高.通过与工业试验对比,验证了计算的可靠性.当再燃比为0.15~0.20,主燃区当量比为1.15~1.20时,NOx质量浓度最高值约160 mg/m3,均值约130 mg/m3(O2体积分数3.5%),且瓦斯气未燃尽率较低.     

Study on method and mechanism for simultaneous desulfurization and denitrification of flue gas based on the TiO2 photocatalysis

Based on the TiO₂ photocatalysis mechanism, a new method of simultaneous desulfurization and denitrification from flue gas was proposed. Preparation of TiO₂ photocatalyst, design of photocatalysis reactor and influencing factors for simultaneous removal of SO₂ and NO, and removal mechanism of SO₂ and NO were studied. After the optimal values of concentration of O₂ in flue gas, the relative humidity of flue gas and the irradiation time in the photocatalysis reactor were used, the efficiencies of removal for SO₂ and NO can be achieved above 98% and about 67%, respectively. According to the results of removal products analysis, the removal mechanism of SO₂ and NO based on TiO₂ photocatlysis can be put forward, namely, SO₂ was oxidized to SO₃ partly, the bulk of NO was oxidized to NO₂, and both were removed by resorbing finally.     

碳源对反硝化脱硫工艺碳氮硫同步脱除效果的影响

针对碳源对反硝化脱硫工艺运行效能影响不明问题,实验采用UASB反应器,考查两种不同碳源(乙酸钠和苯酚)条件下反硝化脱硫工艺碳氮硫去除效果及单质硫累积率,在此基础上,通过批次试验进一步探究碳氮硫降解及转化规律.结果表明:乙酸钠为碳源,HRT为2.5~10 h,NO_3~--N、S~(2-)和Ac~--C去除率分别保持在93%、90%和99%以上,单质硫积累率稳定在41%以上;而苯酚为碳源,HRT为10 h,NO_3~--N、S~(2-)和C_6H_5O~--C去除率分别达67%、85%和50%,但硫化物均转化为硫酸盐,无单质硫累积.批次试验表明,乙酸钠为碳源时,S~(2-)氧化速率(qS~(2-))乙酸盐氧化速率(qAcetate)S~0的氧化速率(q_S~0);而苯酚为碳源时,S~(2-)氧化速率(qS~(2-))S0的氧化速率(q_S~0)苯酚氧化速率(qPhenol),从而使得硫化物的氧化产物有所差异.     

Low-temperature sintering and microwave dielectric properties of Li2MgTi3O8 ceramics doped with BaCu（B2O5）

The influences of BaCu(B₂O₅) (BCB) addition on sintering, microstructure and microwave dielectric properties of Li₂MgTi₃O₈ ceramics were investigated using X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and microwave dielectric measurements. The experimental results show that a small amount of BaCu(B₂O₅) addition can effectively reduce the sintering temperature to 900 °C, and induce only a limited degradation of the microwave dielectric properties. Typically, the best microwave dielectric properties of ɛ _r=24.5, Q×f =24 622 GHz, τ _f=4.2×10⁻⁶ °C⁻¹ are obtained for 1.0% BCB-doped Li₂MgTi₃O₈ ceramics sintered at 900 °C for 3 h. The BCB-doped Li₂MgTi₃O₈ ceramics can be compatible with Ag electrode, which may be a strong candidate for low temperature co-fired ceramics applications.     

Microwave absorbing properties of high titanium slag

Microwave absorbing properties of high titanium slag were investigated by using microwave cavity perturbation technique. High titanium slag containing more than 90% TiO₂ was prepared by carbothermal reduction of ilmenite. The temperature rise curve of high titanium slag in microwave heating process was obtained. Crystalline compounds of high titanium slag before and after microwave irradiation were obtained and characterized by X-ray diffractometry (XRD). Effects of particle size of high titanium slag and mixtures of high titanium slag with different mass fractions of V₂O₅ on microwave absorbing properties were investigated systematically. The results show that high titanium slag has good microwave absorption property; untreated high titanium slag mainly consists of crystalline compounds of anatase and iron titanium oxide, while the microwave-irradiation treated one is mainly composed of crystalline compounds of rutile and iron titanium oxide. Synthetic anatase is transformed completely into rutile at about 1 050 °C for 20 min under microwave irradiation. High frequency shift and low amplitude of voltage make high titanium slag an ideal microwave absorbent. 180 μm of particle size and 10% mass fraction of V₂O₅ are found to be the optimum conditions for microwave absorption. Foundation item: Project(2007CB613606) supported by the Major State Basic Research and Development Program of China; Project(50734007) supported by the National Natural Science Foundation of China