多层吸附床层中活性炭对烷烃的吸附特性

为了解活性炭对小分子直链烷烃的吸附情况,通过在多层床层结构中测试颗粒活性炭吸附剂对烷烃的吸附,试验发现颗粒活性炭对C4-C7直链烷烃的吸附量随碳原子数目增加,饱和吸附量从22 mg/g增加至145 mg/g,穿透时间从5 min延长至35 min。碳原子数目从C7增加到C8时,吸附量无改变,但穿透时间缩短至25 min。实验发现颗粒活性炭的吸附容量与烷烃的液相饱和蒸气压成负相关,与相对分子量、沸点、极化率成正相关。在多层吸附床层结构中处理以C5-C8直链烷烃为主的废气,吸附剂吸附容量可被完全利用,使用2层床层结构设计即可满足排放及换料需求,吸附以C4为主的废气,则需使用更多层床层设计。     

焙烧镁铝水滑石吸附脱硫废水中高浓度Cl-的基础研究

为制备镁铝摩尔比为4∶1的镁铝水滑石（LDH）,实验采用共沉淀直接法,即在450 ℃温度下焙烧LDH 3 h,得到焙烧镁铝水滑石（CLHD）。取CLDH吸附剂于250 mL锥形瓶中,在一定条件下对5 000~20 000 mg/L高浓度Cl-模拟溶液及实际脱硫废水进行脱氯吸附实验和CLDH再生及重复使用性实验。探究了不同反应时间、初始浓度、反应温度、溶液的初始pH及CLDH的投加量对氯离子的脱除效果的影响,采用BET,XRD,FT-IR探究吸附机理。实验结果表明,CLHD吸附Cl-是由于层间阴离子可交换性（“结构记忆”）,对Cl-吸附符合一级动力学模型,吸附量及脱氯率随反应时间的增大呈现出先快速增加后缓慢增加的趋势,吸附平衡后发生缓慢脱附反应;吸附等温线符合Freundlich方程模型,吸附量随Cl-初始浓度的增加而增大,最佳脱氯效果参数为Cl-浓度5 000 mg/L,之后随着氯离子浓度增大,由于吸附点位数量一定,脱氯率降低;CLDH对吸附Cl-的脱除率及吸附量随着温度的增加而增加,当反应温度为65 ℃时,脱氯率及吸附量最大,当温度继续升高,CLDH对Cl-的吸附效果大幅下降;改变pH值,CLDH对Cl-的吸附效果差别较小,但当pH=8时达到脱氯率及吸附量的最大值;随着CLDH投加量的增加,脱氯率逐渐变小,最佳投加量为8 g/L。65 ℃、pH=8时的实际脱硫废水脱氯实验中,CLDH脱氯率可达50.90%,一次煅烧再生CLDH脱氯率稍降,二次煅烧再生CLDH脱氯率降低约50%,CLDH对脱硫废水脱氯具可再生重复使用性。     

FeCl3改性活性炭脱硫性能研究

这是一篇环境工程领域的论文。实验采用浸渍法,以FeCl₃作为改性剂对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温度对改性活性炭脱硫性能的影响。研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面附着的Fe₂O₃随之增加,改性活性炭的比表面积和总孔容均降低,平均孔径增加;随着焙烧温度升高,活性炭表面附着的Fe₂O₃数量持续增加,焙烧温度超过300℃时,活性炭表面的孔隙结构出现烧结现象,降低改性活性炭的脱硫性能;随着反应温度升高,FeCl₃/AC-0.15的吸附性能先升高再降低。当FeCl₃改性溶液浓度为0.15 mol/L,焙烧温度300℃,反应温度为60℃时,改性活性炭的脱硫效率最高。     

白云石矿在燃煤脱硫中应用研究

以白云石矿为脱硫剂,研究了不同脱硫温度、不同Ca/S值(CaO与SO_2摩尔比),以及添加CaCl_2·2H_2O脱硫助剂对燃煤脱硫性能的影响。结果表明,白云石矿具有较好的脱硫性能,在空气流量200 mL/min,Ca/S=2,随着脱硫温度升高脱硫效率逐渐增加,900℃时,白云石脱硫效率可达75.23%。随着Ca/S值增加脱硫效率快速增加,Ca/S值超过2后脱硫效率缓慢增加。白云石中添加CaCl_2·2H_2O改性剂可以明显提高白云石脱硫效率,添加3%CaCl_2·2H_2O时脱硫效率可以从75.23%提高到84.58%。采用XRD和FESEM对脱硫产物进行物相和显微形貌表征,探索了白云石脱硫过程及机理。     

SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学

基于固定床反应器研究烟气中SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学。结果表明：活性炭吸附SO2在初始阶段呈现较快的吸附速率,该阶段和表面吸附有关;随着吸附的进行,表面活性位逐渐被占据,吸附速率下降,粒内扩散起主要作用;在接近吸附饱和阶段,SO2吸附量增加缓慢,SO2吸附与H2 SO4的脱附有关。与2 mm活性炭相比,0.075 mm活性炭呈现较快的SO2吸附速率和较高的吸附量;随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加。SO2在活性炭上的动态吸附符合Bangham吸附动力学模型。用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型拟合吸附数据,发现Freundlich模型能够很好地预测SO2在活性炭表面的吸附平衡。     

改性活性炭吸附烟气脱硫的探索

针对活性炭吸附煤烟气脱硫这种重要的工艺方法进行了研究。采用了多种方法将活性炭进行改性处理,最终确定用硝酸银作为改性剂并采用微波加热对活性炭进行改性处理。实验结果表明,此种改性活性炭比原始的活性炭吸附SO2气体的效果好。     

负载锰活性炭对苯酚吸附性能的研究

以高锰酸钾为浸渍液,采用浸渍法对果壳活性炭进行改性制备负载锰活性炭(Mn/AC),通过SEM、BET、FTIR等技术对负载锰前后活性炭进行表征,并考察了其对苯酚的去除率,通过单因素实验研究了Mn/AC投加量及p H值对苯酚吸附性能的影响,采用吸附等温线模型、动力学模型对Mn/AC吸附苯酚过程进行拟合,研究其吸附特性及机理。结果表明,Mn/AC对苯酚的去除率是负载前(NAC)的3.7倍,25℃,不调节p H值,Mn/AC的投加量为5 g/L时,对苯酚去除率为95.4%;Freundlich模型可较好地拟合Mn/AC吸附苯酚过程,吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

SO_2在活性炭上的吸附平衡、动力学及热力学研究

为深入研究SO2在活性炭上的吸附过程,基于固定床反应器研究了某商业活性炭对烟气中SO2的吸附性能,考察了SO2体积分数、吸附温度对活性炭吸附SO2的影响,分析了SO2在活性炭表面的吸附平衡、吸附动力学和热力学特性。结果表明,随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加;随着吸附温度的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量降低。活性炭对SO2的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型;SO2在活性炭上的动态吸附过程符合Bangham吸附动力学模型。吸附热力学研究表明,吸附过程中焓变为-19.21 kJ/mol,吸附自由能变为-10.17~-9.29 kJ/mol,吸附熵变为-27.69~-27.17 J/(mol·K),该吸附过程是一个自发、放热、熵降低过程,升温不利于SO2在活性炭上的吸附。     

高锰酸钾改性对颗粒活性炭吸附Cu2+的影响

采用KMnO₄溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行了改性。考察了KMnO₄ 溶液浓度对Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH的影响,并研究了KMnO₄ 改性对颗粒活性炭吸附和解吸Cu²⁺性能的影响。结果表明,KMnO₄ 改性使颗粒活性炭对 Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH向低pH偏移。当KMnO₄溶液浓度为0.03 mol/L时,改性颗粒活性炭效果最好;KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭对Cu²⁺的吸附速率,使其投加量节省约3倍;Cu²⁺在改性及未改性活性炭上的吸附遵循Freundlich等温吸附方程,在相同Cu²⁺平衡浓度下,KMnO₄改性活性炭对 Cu²⁺的吸附量提高约 2.7倍;使用 0.35 mol/L的HCl溶液作解吸液,Cu²⁺从KMnO₄改性活性炭上的解吸率为 91.1%,而Cu²⁺从未改性活性炭上的解吸率仅为8.8%。KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭从水中吸附重金属离子的能力,并促进了其解吸再生性能。     

微波辐照下活性炭催化CO2重整CH4制备合成气

利用微波加热装置,用活性炭作催化剂,进行CO 2重整CH 4的实验研究,考察了微波功率和CH 4/CO2比值对重整反应的影响,测试了活性炭的催化性能,借助比表面积分析和Boehm滴定法分析了活性炭失活原因。研究表明：增加微波功率和减小CH 4/CO 2比值有利于提高CH 4和CO 2转化率以及出口气体中合成气比例,并导致H 2与CO的摩尔比降低;反应初期活性炭表现出良好的催化性能,40 min后活性炭催化性能显著降低;孔结构特性的改变和含氧官能团数量的减少是造成活性炭失活的主要原因。     

燃煤电厂SO3在线监测烟气预处理方法

燃煤电厂烟气排放连续监测系统（CEMS）尚未有效的SO₃浓度在线监测方法,烟气SO₃主要包含气态SO₃、硫酸雾和附着在颗粒物表面的SO₃结晶。为了实现排放烟气SO₃浓度在线监测,设计了SO₂与SO₃融合检测方法,解决了SO₃与SO₂吸收光谱重合的问题,发明了烟气制冷水吸收加热后测量硫酸浓度的SO₃在线监测预处理方法,对预处理方法进行实验分析,制冷吸收法的SO₂吸收效率为60.62%。加热制冷吸收液后的体积为加热前体积一半时,加热溶液中硫酸的含量降低为加热前的92.7%,溶液中亚硫酸溶液的含量降低为加热前的21.3%,最终得到了烟气SO₃实时浓度计算公式。     

Sb高效富集与As转化稳定化的砷碱渣清洁利用新技术工业试验

为了实现锑冶炼砷碱渣的清洁利用及无害化处置,设计了球磨浸出—重选收锑—废碱喷淋—氧化沉砷—砷稳定固化的砷碱渣清洁利用新工艺。结果表明:常温下液固比为4:1时,砷碱渣经球磨后水浸,球磨和浸出时间分别20 min和40 min,As浸出率为96.78%,碱浸出率为97.35%,实现Sb、As和碱高效分离;为提取回收浸出渣中锑资源,通过摇床高效富集回收Sb,回收率为40%~50%,且精矿中As < 1%,Sb≥10%,可通过冶炼系统回收;基于酸碱中和原理,浸出液（高砷废碱）进入锑冶炼中烟气脱硫喷淋系统与烟气中SO₂发生反应,烟气中SO₂和As含量达到排放标准,实现浸出碱液和烟气SO₂协同治理目的;向高砷废水加入H₂O₂对砷进行氧化,再加入脱砷剂（生物制剂）与砷发生沉淀反应而脱除,经两段脱砷后,废水中As含量降低至150 mg/m3, 脱砷效率分别为88.4%和92.5%;产生的脱砷渣采用铁盐稳定剂处理,在添加质量比为9%时固化体As毒性浸出浓度从348.67 mg/L降至0.65 mg/L,达到危险废物填埋场入场标准。工业扩大试验结果表明,新工艺可达到以废治废、清洁利用砷碱渣目的。      

新型喷淋散射法深度脱除SO_2实验研究及能效分析

搭建了新型喷淋散射塔实验台,研究了液气比、浸液深度、SO_2浓度、石灰石浆液质量浓度和pH值等参数对SO_2脱除效果的影响。相同工况下,新型喷淋散射法比喷淋或鼓泡模式具有更高的脱硫效率;随液气比、浸液深度、浆液pH值的增大,脱硫效率呈逐渐增大的趋势,而SO_2浓度变化对脱硫效率几乎没有影响。同时,计算了实际运行中的喷淋散射塔和喷淋塔的能效,分析了脱硫系统中循环泵、增压风机和氧化风机等主要设备的能耗。以某300 MW机组为例,只考虑运行成本,喷淋散射塔主要设备的能耗约是喷淋塔的1/2,年节省标煤近8.8×10~3t。     

含重烃煤吸附CH_4-C_2H_6二元气体实验研究

为研究含重烃煤层气体的吸附特性,利用自制的混合气体吸附/解吸实验装置,对不同组分配比的CH_4-C_2H_6二元气体进行等温吸附测试,分析了混合气体吸附特征参数与平衡压力和组分配比之间的定量关系,并据此建立了二元混合气体吸附预测模型。结果表明:在相同平衡压力下,煤样对单组分C_2H_6的吸附能力明显大于煤样对CH_4的吸附能力。压力增加,CH_4-C_2H_6二元混合气体中C_2H_6优先吸附,游离相摩尔分数快速下降。混合气体的吸附摩尔比与吸附压力呈指数函数关系,参量与组分配比呈线性关系。通过新模型预测的各组分吸附量与实测结果之间的误差小于5%。     

硫酸镍钴锰溶液中除氟工艺研究

针对从硫酸镍钴锰溶液中除氟效率低、有价金属损失严重等问题, 开展了以Al₂(SO₄)₃·18H₂O为沉淀剂、从硫酸镍钴锰溶液中除氟新工艺研究。考察了反应pH值、Al₂(SO₄)₃·18H₂O用量、反应温度、反应时间等参数对除氟效果的影响, 结果表明, 在初始pH值5.5、氟铝物质的量比为5、反应温度40 ℃、反应时间120 min条件下, 除氟后溶液中氟浓度从初始的3.22 g/L降至0.15 g/L以下, 且引入的Al³⁺浓度低于0.01 g/L, 镍钴锰总损失率低于5%。     

某高镁低品位软锰矿锰镁分离试验

高镁低品位软锰矿石传统的锰镁分离工艺均存在污染严重、锰镁离子分离效率低等问题。为了实现高镁低品位软锰矿的高效、低污染开发利用,以广西某高镁低品位软锰矿为原料,对采用酸化还原焙烧+尾气(SO2)还原软锰矿矿浆—还原产物合并浸出—浸出液除杂工艺制得的高纯Mn SO4与Mg SO4混合溶液,进行了NH4HCO3沉Mn2+(锰镁高效分离)工艺条件研究。结果表明,在NH4HCO3与Mn SO4物质的量之比为2.25,反应时间为60 min,反应温度为30℃,搅拌速度为120 r/min情况下,锰镁分离率可达96.96%。该锰镁分离工艺既解决了酸化还原焙烧尾气(SO2)的高效回收利用问题,又高效地实现了浸出液中锰镁离子的分离。     

锌粉置换硫代硫酸盐浸金液中金试验研究

以10 μg/L金标准液与硫代硫酸钠、氨水合成浸金液, 采用锌粉置换法回收所合成浸金液中的金。结果表明: 锌粉用量增加, 金置换率提高; 选取锌粉用量为0.4 g/L, 随反应时间增加, 金置换率下降; 浸金液中铜离子和单质S、SO₄^2-、SO₃^2-等多硫化物对置换反应不利; 游离硫代硫酸盐对置换影响较小; 添加铅盐对置换反应有利。SEM-EDS分析表明, 经5%乙酸铅溶液浸泡后的锌粉表面有铅生成, 生成的铅与锌形成电偶加速置换反应, 同时, 锌粉表面变蓬松, 增大了锌粉与Au(S₂O₃)₂^3-的接触面积, 有利于置换反应的进行。     

椰壳活性炭对含硫废水的吸附特性研究

利用椰壳活性炭（CSCC）对铜尾矿氧化焙烧释放的SO_x被收集形成的含硫废水进行静态吸附。研究了CSCC对SO₄2-的吸附处理性能,计算了SO₄2-的吸附效率,探讨了CSCC的最优使用量、温度、吸附的时间和最优pH值。结果表明:活性炭的最优使用量为2.5 g,最优吸附温度为70 ℃,最优吸附的时间为3 h,最优pH值为7,吸附效率达到96.19%。该研究为CSCC处理含硫废水的实际应用和研究提供了一定的技术参考和依据,对含硫废水的无害化处理和排放有一定的借鉴意义。      

热解煤气吸附动力学研究

针对热解煤气变压吸附提氢过程,开展了CO₂、CO、N₂、CH₄等主要杂质气体在不同吸附剂上的吸附热力学研究,测量了各种杂质气体在不同温度下的吸附等温线,并通过计算获得了相应的吸附焓。结果发现,温度增加导致CO₂、CO、N₂、CH₄吸附能力减弱,吸附压力的增大导致CO₂、CO、N₂、CH₄吸附量增加。不同吸附剂对CO₂吸附能力的顺序:炭分子筛＞活性炭＞铜吸附剂,不同吸附剂对CO吸附能力的顺序:铜吸附剂＞炭分子筛＞活性炭,随着吸附压力的增大,N₂和CH₄吸附焓为定值,不随吸附量变化而变化。     

无烟煤中甲烷和二氧化碳混合气吸附运移规律

煤中CH₄和CO₂的运移和竞争吸附,是煤中CO₂封存和提高煤层气采收率(CO₂-ECBM)项目注入优化设计、注入驱替效果评价的重要依据。针对沁水盆地南部3个高阶煤样品开展了煤岩煤质、孔隙结构测试(低温液氮和二氧化碳吸附实验)和纯甲烷、二氧化碳及其混合气(体积分数75%CH₄+25%CO₂,50%CH₄+50%CO₂,25%CH₄+75%CO₂)吸附试验。基于混合气吸附相密度计算,分析了煤中混合气吸附的绝对吸附量和气体分离因子随压力的变化规律;同时采用双孔隙扩散模型计算了吸附实验中每个压力段气体的等效扩散系数和大孔扩散占比;最后研究了煤岩煤质和孔隙结构对煤中CH₄,CO₂吸附运移和竞争吸附作用的影响。结果表明:(1)煤中超微孔比表面积较低温氮比表面积高1～2个数量级,是煤岩吸附的主要场所;(2)高阶煤气体吸附分离因子(S(CO<...