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.     

过硫酸钾对WFGD系统中气态汞的氧化去除性能的影响

基于元素汞催化氧化为二价汞可提高石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统(WFGD)的除汞效率,研究了在WFGD的鼓泡反应器浆液中添加K_2S_2O_8及过渡金属离子对气态汞的氧化去除性能,考察浆液pH值,气相Hg0及SO_2浓度等因素对烟道气氧化除汞效率的影响.结果表明:浆液中初始添加3mmol/L的K_2S_2O_8及0.05mol/L的Ag~+,Co~(2+),Mn~(2+)时,除汞效率可达90%以上;浆液pH值控制在4.5~5.2时,除汞效率可稳定在80%~85.6%;浆液添加K_2S_2O_8时,气相Hg0和SO_2间的相互影响不大,此时WFGD工艺表现出稳定高效的脱硫氧化除汞性能.     

NaClO掺杂K2FeO4溶液氧化工艺湿法脱除燃煤烟气中的单质汞研究

在鼓泡发生器中,利用NaClO结合K2FeO4溶液氧化工艺湿法脱除燃煤烟气中的单质汞（Hg0）,主要对温度、pH值、SO2入口浓度,以及含氧量对Hg0脱除效率的影响进行了研究。结果发现：NaClO溶液浓度、pH值、SO2的入口浓度是影响Hg0汞脱除效率的主要因素;在最佳条件下,Hg0汞的脱除率可以达到91.6%。     

臭氧在烟气中氧化零价汞的机理研究

在构建70步详细反应机理的基础上,通过敏感度分析、试验研究及动力学模拟对臭氧在烟气中氧化零价汞机理进行深入分析与探讨.敏感度分析表明,反应Hg+NO3=NO2+HgO是直接影响Hg0氧化的关键基元反应,NO3的生成量是影响Hg0氧化的最关键因素.试验研究与动力学模拟表明,臭氧在烟气中能有效氧化零价汞,φ(O3)/φ(NO)越大或烟气温度越高(所研究温度范围内),Hg0氧化效果越好,且都基本呈线性关系.分析其原因为,φ(O3)/φ(NO)增大或烟气温度升高,可提高NO3的生成量,而NO3生成量的提高可直接使Hg0氧化效果增强.动力学模拟与试验研究结果取得了很好地吻合,验证了所构建反应机理的正确性.     

高锰酸钾氧化水中恩诺沙星的动力学研究

为揭示高锰酸钾氧化水中恩诺沙星的动力学规律,通过实验得到高锰酸钾氧化恩诺沙星的反应动力学常数,并考察了高锰酸钾初始浓度、pH、温度等因素对反应动力学常数的影响. 结果表明:高锰酸钾对恩诺沙星的氧化过程符合二级反应动力学模型,且高锰酸钾初始浓度、pH、温度对反应速率常数均有显著影响;随着温度、高锰酸钾浓度增加,反应速率增快;相对于中性条件,高锰酸钾氧化恩诺沙星的反应更容易在酸性和碱性条件下发生．此外,高锰酸钾氧化恩诺沙星的反应表观活化能Ea=53.27 kJ/mol,略低于一般的化学反应,说明该反应在一般水处理条件下较容易发生．     

高锰酸钾对水中苯酚去除机制的研究

通过高锰酸钾及其氧化中间产物－新生态水合二氧化锰对粉的去除研究，表明KMnO4及新生态水合MnO2对水中苯酚均有一定的去除作用，反映出在一定条件下，新生态水合二氧化锰在高锰酸钾去除有机污染物的过程中能起到一定的辅助作用，从而也从反应机理上论证了KMnO4的除酚作用机制，即KMnO4对酚的去除既有KMnO4本身的氧化作用也有其氧化产物－水合二氧化锰的吸附及催化氧化作用。     

高锰酸钾氧化去除水中三氯生动力学研究

为了揭示高锰酸钾氧化去除水中三氯生的动力学规律,通过烧杯试验研究得出高锰酸钾氧化三氯生的反应速率常数,同时探讨高锰酸钾浓度、pH、温度等因素对反应速率常数的影响.试验结果表明：不同高锰酸钾浓度下,三氯生能够被迅速氧化,氧化三氯生的反应符合二级反应动力学,二级反应动力学常数K=0.331 6 mL.s-1.mol-1.p...     

氯化氢对燃煤烟气中汞形态分布影响的实验研究

建造了小型多功能实验台,并用模拟烟气在该实验台上研究了HCl对煤燃烧后烟气中的氧化态Hg和单质态Hg分布比例的影响.采用Ontario Hydro方法作为样品取样方法,分别对烟气中有无HCl、φ(HCl)大小、φ(O2)大小、反应器出口温度高低以及ρ(Hg)变化对燃煤烟气中Hg形态分布的影响进行了分析.研究表明:在无HCl的烟气体系中,随反应温度的升高Hg的转化率先升高后逐渐降低;在含HCl的烟气体系中,随反应温度的升高汞的转化率随之升高,烟气中φ(HCl)越大,转化率越大,较高的φ(O2)可以促进Hg的氧化,高的反应器出口温度会提高Hg的转化率,ρ(Hg)升高Hg转化率下降.该研究结果对于开发燃煤电厂烟气中Hg的控制技术具有重要的参考作用.     

KMnO4/NaOH溶液吸收SO2/NO的动力学研究

在典型湿法烟气脱硫系统运行条件下,研究了平面传质搅拌反应器中KMnO₄/NaOH溶液同时吸收SO₂和NO的动力学,确定了反应级数、反应速率常数以及活化能.实验结果表明,NO的吸收速率随着入口NO分压和KMnO₄浓度的增加而提高.在吸收剂溶液中加入NaOH可以提高NO的吸收速率,烟气中O₂的体积分数对于NO和SO₂的吸收速率几乎没有影响.当同时吸收烟气中的SO₂和NO时,SO₂会降低NO的吸收速率,而NO对SO₂的吸收速率几乎没有影响.在KMnO4/NaOH溶液中NO的吸收速率对NO相间浓度和KMnO4浓度均为一级反应,平均反应速率常数为5.79×103 m³/(mol•s),活化能为26.85 kJ/mol.     

超声及高锰酸钾-超声协同降解水中17β-雌二醇的影响因素分析

运用超声和高锰酸钾-超声（KMnO4-超声）工艺协同降解饮用水中的17β-雌二醇（E2）,比较了2种工艺去除E2的效果及高锰酸钾投加量、溶液pH值、水中常见阴阳离子和天然有机物（NOM）等因素对去除E2的影响,并利用叔丁醇验证了E2降解过程中羟基自由基(·OH)的作用.结果表明：超声对E2的降解效果不佳,反应60 min去除率仅为21.1%,KMnO4-超声可明显提高目标物的去除率至97.8%,KMnO4的协同作用随反应时间呈现先增强后减弱的趋势.酸碱性对超声和KMnO4-超声降解E2的效果存在影响,且影响规律不同,超声工艺的最佳pH值条件为强碱性,KMnO4-超声则在强酸性条件下具有最优去除效果;NaCl的存在能促进2种工艺对E2的去除效果;阴离子型表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDBS)对2种工艺去除E2有促进作用;NOM可促进超声对E2的降解,对KMnO4-超声则有先促进后抑制的效果;叔丁醇对超声和KMnO4-超声均具有抑制作用,说明在超声工艺中 ·OH对E2的降解具有重要作用.相比较而言,高锰酸钾-超声协同降解E2具有降解效率高、节省处理时间和缩小工艺体积等优点.     

模拟烟气中汞吸附系统的数学模型

模拟固定床脱除烟气中的单质汞吸附系统，基于颗粒内外的传质控制过程，建立了由固定床反应系统质量平衡、传质过程以及吸附剂表面反应过程等综合决定的吸附动力学数学模型，分别进行了试验数据模拟和吸附剂性质及运行参数等影响的预测分析.结果表明，对活性炭基本工况吸附过程的模拟结果和试验数据基本吻合；模型分析预测了在一定运行条件下活性炭吸附剂的吸附性能曲线：随颗粒粒径增大，吸附量曲线上升幅度减缓，吸附效率降低，表明在传质因素控制下，较小的颗粒粒径具有较大的比表面积，对促进吸附更有利；在吸附温度不变，保证一定m(C)∶m(Hg)的条件下，随着入口浓度的增大，单位吸附量相应增大，活性炭的利用率提高；增加含Hg气体与吸附层之间的接触时间，可有效延长达到100%的穿透时间，但单位吸附量降低.     

巯基螯合性中空纤维亲和膜的制备及其除Hg2+性能

采用氯甲基化聚砜（CMPSF）中空纤维基质膜为螯合基团载体,通过硫脲化反应及碱性条件下的水解反应,制备了巯基螯合性中空纤维亲和膜,考察了流动相条件和操作工艺参数对中空纤维亲和膜除汞的影响.实验结果表明：加入NaCl不利于中空纤维膜除汞,在低pH值下,Hg ^2＋的回收率大大降低;原料溶液浓度对Hg ^2＋回收率影响不大,中空纤维膜可在较大浓度范围内除汞;中空纤维亲和膜可以在高进料速率下操作,能实现较大规模除汞.     

燃煤过程中不同烟气组分对汞形态转化的影响

通过化学热力学平衡模拟，研究了在不同烟气温度下汞从元素态汞转化为二价汞的规律，并与小型实验结果进行了比较.数值模拟了不同的烟气组分如O2、HCl、NO、SO2对汞形态转化的影响.结果表明，O2、HCl有助于汞的转化，HCl的活性远远大于O2的活性；随着O2和HCl体积分数的增大，汞转化的起始温度和截止温度升高；SO2有助于汞的转化，尤其是在低温环境下，SO2的体积分数越大，汞的转化温度越高；NO对汞转化几乎不产生影响.利用二价汞易溶水的特点，通过将元素态汞转化为二价汞，可以利用湿法脱硫装置将其除去，从而实现汞排放的有效控制.     

Effects of KMnO_4 on microstructure and corrosion resistance of microarc oxidation coatings on 2024 aluminum alloy

Microarc oxidation(MAO) coatings were prepared on 2024 aluminum alloy in a Na2SiO3-KOH electrolyte with KMnO4 addition varying from 0 to 4 g/L.The microstructure and phases of the coatings were characterized by scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffractometry(XRD),respectively.The corrosion resistance of MAO coatings was evaluated by electrochemical potentiodynamic polarization in 5%(mass fraction) NaCl solution.The results show that when KMnO4 is added into base electrolyte,the growth speed of oxide coatings is increased obviously.The main phase of oxide coatings is Al2O3,and the contents of MnO2 and Mn2AlO4 phases are increased at the top of oxide coatings with increasing the concentration of KMnO4.The solute elements participate in forming the oxide coatings.When a proper concentration of KMnO4(2.5 g/L) is added into the base solution,the micropores of the MAO coatings are small and compact,and the corrosion resistance of oxide coatings is increased largely.     

低温常压液相法制备纳米MnO2

纳米二氧化锰是一种重要的无机功能材料.本文提出了一种在低温、常压条件下,以KMnO4和HCl为原料,在液相环境中制备纳米二氧化锰的新工艺,研究了反应温度、盐酸浓度、反应物摩尔配比以及反应时间对产物结构及粒径的影响,探讨了反应生长机理,并指出制备纳米δ-MnO2的最佳方案为：反应物盐酸浓度2mol/L,反应物摩尔配比KMnO4∶HCl=1∶8,反应温度60℃,反应时间60min;制备纳米α-MnO2的最佳方案为：反应物盐酸浓度为4mol/L,反应物摩尔配比为KMnO4∶HCl=1∶8,反应温度为80℃,反应时间60min.     

CaCl2添加对煤热解过程中汞形态转化影响的实验

基于单质汞是煤热解烟气中主要汞存在形态,提出煤中添加CaCl2并协同SCR催化剂促进热解烟气中单质汞的转化。利用程序升温热解实验台研究煤在热解时汞析出速率及累积释放率,通过积分各形态汞的总析出量分析汞的形态转化,考察煤中添加CaCl2以及与SCR催化剂协同作用对汞的形态转化的影响。结果表明,温度是影响汞析出速率的关键因素,低于430℃时析出速率随温度升高而升高,之后随温度升高而降低;总汞累积释放率在400~500℃随温度呈明显线性正相关关系,600℃时累积释放率达90％左右。随着氯添加量的增加,Hg2+比例明显提高,在催化剂协同作用下,绝大部分单质汞被氧化成氧化态汞,有利于汞的脱除。     

KMnO4和MnSO4联用处理微污染原水试验研究

KMnO4和MnSO4联用处理微污染原水在一定程度上解决了单纯使用KMnO4在高投量时残余量产生的色度问题和低投量时处理效果不理想的问题，KMnO4和MnSO4联合使用能有效的去除水中有机物和浊度，并对KMnO4投量，KMnO4／MnSO4的最佳投量摩尔比，KMnO4预氧化时间，混合药剂反应时间以及投量对处理效果的影响等进行了一定的研究。     

氧化还原-催化接触过滤法处理电镀漂洗废水

采用氧化还原-催化接触过滤法,以硫酸亚铁为还原剂,高锰酸钾为氧化剂,饱和石灰乳为pH值调节剂,天然锰砂为催化滤料,对某电镀厂酸性漂洗废水进行处理,此废水中铁、铬、锰重金属离子严重超标,试验确定了该废水处理的最佳条件：硫酸亚铁的投加量为30mg／L,高锰酸钾的投加量为10mg／L,反应pH值为8,滤速为5m／h．结果表明：经该方法处理后的电镀漂洗废水,总铬、锰、总铁及浊度的去除率均达到99％以上,CODcr、pH指标均达到国家排放标准。