氨氮、苯酚在褐煤表面的单组分和双组分吸附特性

褐煤具有天然多孔性质,可以吸附废水中的污染物。文章研究了模拟废水中苯酚和氨氮在褐煤表面的单组分和双组分吸附特性,考察了温度、吸附反应时间和浓度等因素对吸附量的影响,并利用动力学模型、等温吸附模型进行了分析。结果表明:准二级动力学方程和Freundlich等温吸附式能更好的解释褐煤对氨氮和苯酚的单组分吸附反应,且两种反应均较易发生;热力学分析表明氨氮和苯酚在褐煤表面的吸附均为可自发、放热和熵减反应,其中苯酚的焓变达到了-71. 96kJ/mol,具备化学吸附特点;苯酚的平衡吸附量随氨氮含量的增加而提高,而氨氮的平衡吸附量呈现整体下降特点,但不随着苯酚浓度的提高而发生显著波动,表明两者间并非吸附位点的争夺。     

载铜活性炭对焦化废水的吸附性能研究

采用载铜活性炭(Cu-AC)吸附处理焦化废水,研究Cu-AC投加量、pH值及温度等因素对Cu-AC吸附焦化废水COD值降低率的影响,探讨Cu-AC对焦化废水吸附性能等温线、吸附动力学及吸附热力学特征.结果表明:在酸性及中性条件下,焦化废水COD值降低率可达到80％以上;吸附等温线符合Langmuir模型,拟二级动力学方程可较好地描述Cu-AC吸附焦化废水过程,吸附热力学参数计算结果表明Cu-AC吸附焦化废水过程为自发、吸热的物理吸附过程.     

酸改性兰炭基活性炭吸附焦化废水中COD研究

用酸改性兰炭基活性炭对焦化废水进行吸附处理,研究了酸的种类、吸附剂投加量、转速等因素对COD去除率的影响,对吸附等温线、吸附动力学和热力学特征进行了探讨。结果表明:经酸改性后,兰炭基活性炭能显著提升对焦化废水的吸附效果,无机酸改性较有机酸更好,硝酸改性效果最佳。318 K条件下,在50 mL焦化废水中加入4 g硝酸改性后的兰炭基活性炭,以100 r/min的转速吸附90 min后,COD去除率可达86.79%;Langmuir等温吸附模型能更好地描述吸附过程,热力学参数ΔG~θ0、ΔH~θ0、ΔS~θ0,表明吸附为自发吸热的单分子层吸附过程,且吸附动力学可用拟二级动力学模型描述。     

轻烧菱镁矿吸附锌离子的试验研究

为了经济地脱除低浓度废水中的重金属离子，对轻烧菱镁矿吸附锌离子的工艺及吸附机理进行了研究。主要研究了溶液温度、pH值、吸附时间、轻烧菱镁矿粒径以及搅拌速度对吸附率的影响，并对吸附过程的热力学和动力学进行了研究。试验结果表明，轻烧菱镁矿是一种有良好应用前景的锌离子吸附剂，其吸附过程属于一级反应动力学过程，但等温吸附曲线并不具备Freundlich等温方程的特征。     

干燥脱水对褐煤理化结构和加氢转化性能的影响

通过低温干燥法脱除一种褐煤中的水分,并采用低场核磁共振、傅里叶变换红外光谱、物理吸附和扫描电镜等方法对脱水过程中褐煤中水分的赋存状态、褐煤的化学组成、表面孔结构及微观形貌等特征进行了表征,结合脱水前后褐煤在煤/油加氢共炼过程中转化率的变化情况,深入了解褐煤中水分对褐煤理化结构和加氢转化性能的影响。研究结果表明,褐煤中水分的脱除分为2个阶段,第1个阶段为准稳态干燥阶段,水分基本脱除,且脱除速度较快;第2个阶段为降速干燥阶段,水分的脱除量较小。该褐煤中的水分存在不冻水、吸附水、颗粒间水和自由水4种赋存状态,其中吸附水与不冻水占绝大比例,在准稳态干燥阶段较易脱除,剩余水分更多地存在于褐煤的微孔中,且自由度不断降低。通过低温干燥,褐煤中水分质量分数降低,C/H原子增加,煤的高位发热量增加程度较大,表明脱水过程对褐煤具有明显的提质效果。脱水后褐煤的固定碳与挥发分质量比、表面官能团种类基本不变,表明脱水过程对褐煤分子结构影响较小。然而,随着脱水程度的提高,褐煤更易破碎,平均孔径逐渐减小,BET比表面积和孔容逐渐增加,均在低温干燥两个阶段的分界处达到极值。此外,水分的脱除可明显提高褐煤在煤/油加氢共...     

超临界甲醇对褐煤液化预处理的试验研究

利用高温高压装置研究了超临界甲醇对锡林浩特褐煤的处理过程,考察了温度、压力、催化剂及脱灰处理等因素对褐煤处理效果的影响,同时通过对萃取物和萃余残煤分别进行红外光谱表征和化学分析,探讨了处理过程中褐煤含氧官能团的脱除规律.结果表明,以NaOH为催化剂,反应压力9.0MPa,温度310℃,即达到甲醇的超临界状态时,煤的平均萃取率可达22.47％,此时停留时间为60min为宜,溶煤质量比约为5∶1;在温度300C、压力8.5 MPa以上,煤中的羧基和酚羟基基本脱除完全,而羰基的脱除率为10.74％;当温度达到330℃时,羰基的脱除率最高,为32.28％.     

基于响应面法的煤化工废水中褐煤沉降特性分析

为探究褐煤在煤化工废水环境中的沉降特性,以响应面法为基础对试验进行设计,研究了不同煤水比(X1)与絮凝剂添加量(X2)2个因素对褐煤煤泥水沉降速度的影响.根据多因素中正交实验设计原理,以清水组为参照组,废水组为实验组共设计了26组实验,依据回归分析确定各研究因素对褐煤在废水中的沉降速度的影响,并将煤粉沉降速率作为响应面和等值线.研究结果表明,对褐煤沉降速率的影响显著性顺序为X1＞X2＞X1X2;最佳沉降速率条件是煤水比为50g/L、絮凝剂用量为320 g/t;在等条件下,废水环境褐煤煤泥水的沉降速度要快于清水环境,模型方程的拟合效果要略差,且相应因素的影响效果的显著性也略差,表明废水中的组分具有促进褐煤颗粒沉降的作用.     

酸处理对蒙东褐煤结构的影响

为探究褐煤吸附处理有机废水中酸处理对煤质特性的影响,以蒙东褐煤为研究对象,采用了不同浓度的盐酸、硝酸溶液对煤样进行处理,并利用全自动氮气吸附仪(BET)、电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对原煤及酸处理煤进行了结构表征,分析了酸处理前后褐煤的孔结构、表面官能团以及表面形貌三方面的变化规律。结果表明随着酸浓度的提高褐煤比表面积、总孔容先稍有增加,随后逐渐降低;较高浓度盐酸处理煤平均孔径相较原煤有所增大,而硝酸处理煤平均孔径普遍有所减小。酸处理后的褐煤,C—C与C—O基团所占比例减少,C=O基团则增加,且硝酸处理变化更为明显。室温酸处理使褐煤的粒径均一性得到改善,褶皱有所减少,在一定程度上改变了煤的物理化学结构,且硝酸较盐酸作用更为明显。     

水热提质褐煤的水分分布及吸附行为

褐煤脱水提质是其大规模利用的前提。水热提质是一种非蒸发干燥技术,具有节能降耗的优势。对褐煤提质过程中不同赋存形态水分的脱除、分布情况及提质煤水分复吸行为进行研究可为褐煤高效水热提质提供理论指导。采用水热法对我国内蒙古褐煤和云南褐煤进行脱水提质,通过等温干燥法测定了原煤及水热提质煤样中的水分和类型,运用化学滴定和氮吸附法分别测试了煤样含氧基团和孔结构,考察了水热提质对褐煤水分分布的影响;在30℃下进行煤样水分等温吸附测试,使用修正BET模型探讨了不同水热提质煤样的水分吸附行为。结果表明,水热提质降低了内蒙古褐煤和云南褐煤中的含水率,包括分子水、毛细水和自由水的含水率,其中分子水脱除率更高。水热提质脱除褐煤中的水分主要通过分解褐煤中亲水性含氧基团,使得所含分子水显著降低,同时毛细水和自由水也不同程度减少。提质褐煤含氧基团的减少和孔结构的变化分别影响提质煤的第1类水分(与含氧基团以强氢键结合的水分)和第2类水分(多层吸附和毛细冷凝吸附的水分)的吸附量。与内蒙古褐煤相比,煤阶较低的云南褐煤在水热提质过程中脱除了更多水分,其第1类和第2类水分吸附量降低更为显著,说明水热提质更适用于高含水的低阶褐...     

钨多金属硫化矿分离废水处理及循环利用研究

对粤北某钨多金属硫化矿加温脱药的废水进行了试验分析,发现直接返回原流程中,对铜、钼、铋回收率影响较大,因此对废水进行了处理。通过系统研究发现主要是废水中的残留药剂及悬浮物对浮选产生了影响,通过混凝沉淀吸附的方式,以25mg·L-1 XN-3为絮凝剂、20 mg·L-1 PAC为助凝剂,加入20 g·L-1活性炭为吸附剂,沉降120min后,COD和SS的脱除效果明显,COD脱除率为49.46%。对处理后的回水进行选矿试验,和小型试验相比,除钼精矿钼品位有所降低以外,改质后的回水对铜、钼、铋分离影响不大,实现了加温脱药废水的零排放。     

褐煤自燃倾向测定及其低温氧化反应过程研究

褐煤的自燃是一个缓慢的低温氧化过程,搭建煤自燃倾向测定实验台,采用篮热法测定不同煤种的自燃倾向,求得不同煤自燃的动力学参数,并采用热重和傅里叶红外光谱(FTIR)揭示其低温氧化反应机理,分析褐煤自燃倾向的影响因素。实验发现,水分含量的高低会影响自燃发生的时间,但不影响煤种最终的自燃倾向。褐煤的自燃倾向性是与煤的低温氧化反应性直接联系的:褐煤在低温氧化反应过程中,主要发生烷基侧链断裂,然后氧化反应放热,造成热量的积累。煤中烷基侧链基团含量越高,芳香烃含量越低,其氧化反应性越强,更易发生自燃;煤样比表面积决定了对氧的吸附能力,吸附能力越强,其低温氧化反应性越高,越容易发生自燃。     

CTAB吸附对褐煤亲水性抑制作用机理的研究

表面活性剂在褐煤表面的吸附特性对其亲水性抑制具有重要影响,在研究了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在褐煤表面的吸附特性,并分析吸附等温线、吸附热力学和吸附动力学,通过润湿热测定考察了CTAB吸附量与褐煤表面亲水性抑制效率的相关性后,进一步探讨了褐煤吸附CTAB后表面含氧量和孔结构的变化对其亲水性抑制的影响。研究结果表明,CTAB在褐煤表面的吸附是放热过程,吸附量随着温度的升高而增大;吸附等温线较符合Freundlich模型,吸附速率可以用二级动力学方程描述;褐煤吸附CTAB后,其表面有序度增加,亲水性降低;在褐煤表面吸附的CTAB覆盖了其亲水含氧官能团,并且在褐煤的大孔中发生聚集,还可能引起小孔结构的堵塞;吸附表面活性剂对褐煤亲水性的抑制是表面含氧官能团含量和孔结构变化共同作用的结果。     

天然生物材料吸附处理含Cr废水的研究

以柚子皮作为吸附剂,采用模拟含Cr废水进行实验,并通过脱色改性,单因素实验以及在共存离子情况下吸附处理实验,对吸附剂进行性能测试与分析;采用了吸附等温模型和吸附动力学模型以及热力学模型进一步分析其吸附机理。经过实验总结出最合适的反应条件:初始浓度为0.6 mg/L,pH为2,投加量为2 g/L,反应时间为60 min,温度为25℃,此时Cr的去除率达到99.70%。对吸附Cr~(6+)进行了吸附等温模型和吸附动力学模型拟合分析,结果表示Freundlich模型可以更好描述Cr~(6+)吸附数据。柚子皮对Cr~(6+)的吸附更适合用Ho准二级动力学模型来描述其吸附过程,温度有助于推动反应正向进行。     

基于水解酸化工艺的煤地下气化废水处理

为提高煤地下气化废水处理效果,在生化处理工艺中引入水解酸化工艺,以褐煤地下气化废水为例,研究了水解酸度、时间、温度等参数对废水可生化性的影响,比较了有无水解酸化工艺时生物接触氧化对废水综合处理的效果。试验结果表明:煤地下气化废水水解酸化强化处理工艺的最佳条件pH为5～6,水力停留时间HRT为8～10h,温度为20～25℃。在此条件下废水的CODCr质量浓度降低19.7%,BOD5与CODCr质量浓度比值由0.434提高至0.619,显著提高了废水的可生化性。煤气化废水经水解酸化-好氧生物接触氧化工艺处理后,CODCr去除率可达95.64%,出水水质达到二级排放标准。     

芬顿试剂氧化工艺深度处理焦化废水及其出水水质研究

高级氧化和生化处理联用工艺可去除焦化废水生化工艺出水中的有机物,使出水达到排放标准。采用不同的芬顿(Fenton)试剂氧化法对焦化废水生化工艺出水进行深度处理,使用Zahn-Wellens测试对出水可生化进行评价,并利用光谱分析法研究氧化后溶解性有机物的特性。结果表明:在初始pH为5时,紫外Fenton试剂氧化法比传统Fenton试剂氧化法和非均相Fenton法具有更优的化学需氧量(COD)降解去除效果和生化性改善效果,反应60 min后COD去除率为72%。Zahn-Wellens测试显示,紫外Fenton试剂氧化处理30 min后采用生化处理工艺能实现废水COD指标达到排放标准的目标,且处理费用相对较低。经过紫外Fenton试剂氧化,废水中分子量小于1 kDa的有机物总有机碳(TOC)占比从59%增至76%,疏水性有机物含量从71%降至29%。废水中疏水大分子有机物向亲水小分子有机物的转化是废水可生化性提高的重要原因。     

微波辐照对褐煤表面含氧官能团及孔隙结构的影响

在微波场下对蒙东褐煤进行了6种不同功率及不同干燥时间的提质试验,采用化学滴定的方法测定不同的微波处理条件下褐煤表面含氧官能团的含量;采用低温氮吸附仪分析了褐煤的孔隙结构特征。通过研究发现:微波辐照初期褐煤表面水分和部分内在水分脱除,造成褐煤孔隙结构破坏,大孔收缩或坍塌,使得褐煤比表面积迅速降低,孔容积和平均孔径减小;微波辐照中期,主要是褐煤表面含氧官能团大量分解成CO_2和H_2O等气体,从褐煤内部孔道中穿过,使得比表面积和孔体积有所升高;微波辐照后期,脱水停止,含氧官能团分解产生的气体逸出以后,褐煤内部产生的胶凝物质冷却回流封堵褐煤孔隙,褐煤比表面积和总孔体积又呈现下降的趋势。认为:微波处理功率600~800W、处理时间4~8min可提高提质后褐煤稳定性。     

Preparation of Lignite Cheap Adsorbent and Its Adsorption Performance for Coal Gasification Wastewater

煤气化废水污染物组分复杂、COD值高,含有多种有毒有害物质,煤气化废水的处理问题一直是我国煤气化工业发展的重要问题之一。文章研究了胜利(SL)和昭通(ZT)热处理褐煤(TTL)对煤气化废水中有机物的吸附。研究结果表明：两个TTL中的残留水分对COD去除效率有很大影响,与有效的吸附孔呈负相关。其中SL TTL吸附效果明显优于ZT TTL,SL TTL在300℃下热处理2min显示出最高的COD去除效率,当吸附剂用量为100.0g/L且pH值为2.0时,去除率可达64.5%。     

Preparation of Lignite Cheap Adsorbent and Its Adsorption Performance for Coal Gasification Wastewater

煤气化废水污染物组分复杂、COD值高,含有多种有毒有害物质,煤气化废水的处理问题一直是我国煤气化工业发展的重要问题之一。文章研究了胜利(SL)和昭通(ZT)热处理褐煤(TTL)对煤气化废水中有机物的吸附。研究结果表明：两个TTL中的残留水分对COD去除效率有很大影响,与有效的吸附孔呈负相关。其中SL TTL吸附效果明显优于ZT TTL,SL TTL在300℃下热处理2min显示出最高的COD去除效率,当吸附剂用量为100.0g/L且pH值为2.0时,去除率可达64.5%。     

褐煤与塑料共混非液化中度加氢改性试验研究

为研究在非液化加氢反应条件下添加聚丙烯（塑料）对褐煤加氢的影响,进行了8MPa氢压、不同反应温度条件下褐煤加氢及褐煤与聚丙烯共混加氢试验,分析和测定了加氢煤的官能团、热解反应性和黏结性。结果表明,加氢反应使得褐煤结构发生了明显改变,煤结构中脂肪烃含量明显增多,其热解反应性显著提高,300和350oC加氢反应后,煤的黏结指数从0分别提高到9．47和14．44;相同加氢反应条件下,褐煤与聚丙烯共混加氢反应后煤的热解反应性、黏结性虽然比原煤好,但与未添加塑料的加氢煤相比,均有不同程度的降低,在非液化中度加氢反应条件下,聚丙烯的添加对褐煤通过加氢反应改善其黏结性带来不利影响。     

高温下煤吸附氮气后氧化特性变化的实验研究

矿井自燃火区注氮气灭火时发现,煤体的温度仍会在高温中维持一段时间,高温下煤样对氮气的吸附影响着煤氧化自燃特性。以锡盟褐煤为研究对象,将煤样分别在200℃下吸附氮气6、12、18 h,通过分析实验煤样的气相产物及氧气消耗,煤氧化表观活化能以及煤孔隙结构参数的变化,研究吸附氮气后煤样的氧化特性。实验表明,煤样经过高温吸附氮气的处理后,气相产物的释放量均高于原煤;高温吸附氮气降低了煤氧化活化能,吸附氮气时间越长,活化能值越低;处理后煤的孔平均直径、孔隙率与渗透率均高于原煤,增加了煤氧反应速率,加快煤氧反应进程。