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.     

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.     

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。     

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.     

燃煤过程中汞的析出规律试验研究

在试验台架上进行了加热时间、反应条件、煤种等因素影响煤中汞析出规律的试验研究，首先利用马弗炉和管式炉两个试验台对各种煤样进行还原性气氛和氧化性气氛条件下汞的析出试验。然后在管式炉试验台上和小型煤粉燃烧实验台架上分别进行煤粉层燃和悬浮燃烧后汞的形态转化规律试验研究，研究表明，烟气中的汞主要以气态二价汞（Hgg^2 ）的气态零价汞（Hgg^0）形式存在，而颗粒态汞（Hgp）在20%以下，而且表的形态分布与反应条件和煤种有关，随着燃烧温度升高，烟气中的零价汞（Hgg^0）质量分数逐渐降低，二价汞（Hgg^2 ）质量分数逐渐升高，煤粉悬浮燃烧时，烟气中气态汞在10～15μg/Nm^3，二阶汞和零价汞占气态总汞的比例随燃烧反应条件变化而变化，另外较低的烟气冷却速率可促进零价汞向二价汞的转化。     

山羊绒纱线酸性高锰酸钾防缩工艺

利用高锰酸钾在酸性条件下的强氧化性对山羊绒纱线进行氧化处理,研究山羊绒纱线防缩工艺．以纱线断裂强力、毡缩率和白度为测试指标,分析温度、时间、高锰酸钾用量、pH值和焦磷酸钠用量等对处理后山羊绒纱线各项性能的影响．通过正交实验确定了山羊绒纱线酸性高锰酸钾防缩处理最佳工艺为：温度40℃,处理时间30min,KMnO4浓度2％（O．W．f）,oH值4,焦磷酸钠浓度3％（O．W．f）．     

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.     

高锰酸钾溶液脱除烟气中砷的实验研究

针对煤燃烧过程中微量砷的排放对环境产生的危害,以KMnO_4溶液作为吸收液,在自行设计的小型鼓泡反应器内进行了KMnO_4溶液氧化脱除烟气中砷的实验。分别考察了KMnO_4溶液初始浓度、吸收溶液初始pH、反应温度、SO_2质量浓度、NO质量浓度、O_2体积分数和CO_2体积分数对砷脱除性能的影响。结果表明,当KMnO_4溶液浓度为10 mmol/L、溶液pH为5、反应温度为50℃、烟气中砷的质量浓度为427μg/m~3时,应用KMnO_4溶液脱砷是可行的,且对砷的脱除效率可达到82.4%。     

自蔓延高温合成La0.67Sr0.33MnO3-δ粉体的研究

采用自蔓延高温合成(SHS)技术合成了La0．67Sr0．33MnO3-δ粉体。研究了KMnO4含量、压坯密度对燃烧反应及退火温度对粉体性能的影响，并用XRD、SEM对粉体的性能进行了表征，结果表明：KMnO4用量为0．3时，反应完全且晶粒大小均匀；反应的原料混合物压坯密实度的降低可使燃烧温度有所增大；最佳退火温度为1100℃。     

高锰酸钾降解四环素的过程研究

为探讨高锰酸钾对四环素降解的有效性和最佳反应条件,通过正交实验,考察了四环素浓度、高锰酸钾投加量、反应溶液初始pH值、反应时间对降解的影响,得出影响四环素降解的各因素的最佳反应条件及影响显著性次序.结果表明,四环素初始浓度和高锰酸钾投加量对降解效率的影响最显著.紫外可见光谱和红外光谱分析表明,高锰酸钾能够在很大程度上降解和去除四环素.     

生物炭三维电极对水中氨氮的去除机理

为考察生物炭三维电极对水中氨氮的作用机制,以生物炭为反应介质构建三维电极反应器,研究其对无氯水体中氨氮的去除效果,并探究水中氨氮的转化机理.结果表明,生物炭三维电极可以在短时间内对氨氮高效去除(氨氮初始质量浓度ρ0=100 mg/L,t=3 h,η=45.72%),去除过程符合一级动力学模型,且氨氮的转化过程是一个消耗OH-的反应过程.反应器系统中反应产物分析证明,生物炭吸附作用对氨氮去除贡献甚微,氨氮主要通过直接氧化和间接氧化作用得以去除,最终转化为等量的N2和NO3--N而得以去除.     

纳米MnO_x/Ti电催化膜电极形貌调控及环己烷催化氧化性能

为实现高性能催化氧化环己烷,以高锰酸钾为锰源,通过控制高锰酸钾的浓度,利用水热法成功制备形貌可控的纳米线、纳米花球和纳米片锰氧化物负载多孔Ti电催化膜电极(nano-MnO_x/Ti),通过高分辨电子显微镜、循环伏安法和电化学交流阻抗等表征方法考察不同形貌的nano-MnO_x/Ti多孔膜电极的电催化性能。同时,以此为阳极,不锈钢网为阴极,构建电催化膜反应器(ECMR),催化氧化环己烷制备环己醇和环己酮(KA油),考察初始浓度、反应温度、停留时间和电流密度等操作参数对环己烷转化率和KA油选择性的影响。结果表明:KMnO_4浓度为5.0 mmol/L时可制得纳米线状MnO_x,由此制得的纳米线状MnO_x/Ti膜电极电化学性能最优;环己烷转化率随着初始浓度的降低和停留时间的延长而增大,随着反应温度和电流密度的增大先增大后减小;环己醇选择性随着初始浓度的降低和反应温度、停留时间、电流密度的增大而减小,而环己酮选择性随之增大;最佳操作条件为反应温度30℃、环己烷10 mmol/L、电流密度3.0 mA/cm~2、停留时间30 min,此时采用纳米线状MnO_x/Ti膜电极构建的ECMR中环己烷转化率为15.2%,环己酮选择性为81.1%,KA油总选择性大于99%.     

季铵盐A—1催化合成邻硝基苯甲酸

研究了季铵盐A－1催化高锰酸钾氧化邻硝基甲苯,合成邻硝基苯甲酸的反应,考察了不同相转移催化剂的催化活性、催化剂用量、反应温度、反应时间、KMnO4用量和反应体系酸碱性对反应的影响。在优化反应条件下,即以季铵盐A－1为相转移催化剂,高锰酸钾与邻硝基甲苯的量比为2.5:1,反应温度为95℃,反应时间为3h,在中性条件下进行反应,产物收率可达95％,实验结果表明,季铵盐A－1对于高锰酸钾氧化邻硝基甲苛合成邻硝基苯甲酸,是1种优良的相转移催化剂。     

UV/Fenton氧化法处理硝基苯废水的试验研究

目的研究UV／Fenton氧化法对难降解有机物硝基苯的氧化能力，确定UV／Wenton氧化法处理硝基苯处理废水的工艺条件．方法以自配硝基苯水样为处理对象，采用自制光反应器，通过试验研究分析H2O2投加量、Fe^2＋质量浓度、反应时间、pH值、硝基苯初始质量浓度等对UV／Fenton氧化法处理硝基苯废水处理效果的影响．结果实验研究结果表明，UV／Fenton氧化法对硝基苯有较高的去除率和反应速率，硝基苯的去除率可达到95％．H2O2投加量、Fe^2＋质量浓度、反应时间、pH值和硝基苯初始质量浓度对处理效果均有较大影响．结论硝基苯的质量浓度在不大于200mg／L时，UV／Fenton法能够有效去除硝基苯，最佳反应条件为：H2O2倍数为1．5左右，Fe^2＋与H2O2的摩尔比为1：30。pH值为4左右，反应时间为50min．     

脱硫浆液钙基组分对K_2S_2O_8氧化Hg~0的影响

基于石灰石-石膏法脱硫浆液,以K_2S_2O_8为氧化剂,探究Hg~0高效氧化的脱硫浆液最佳运行参数,同时实现高效脱硫除汞.试验以Hg~0氧化速率、Hg~(2+)还原速率和Hg~0去除效率为评价指标,研究了浆液pH值和CaCO_3,CaSO_4,CaSO_3,Ca(HSO_3)_24种钙基组分对Hg0氧化性能的影响.结果表明:浆液pH值控制在4.5~5.5之间,Hg0去除效率可稳定在80%以上,这也是石灰石-石膏法高效脱硫最佳pH值范围.ω(CaCO_3)在10%以内,可使Hg0去除效率维持在90%以上.采用强制氧化型石灰石-石膏法脱硫,使浆液ω(CaSO_4)维持在较高水平,可限制Hg~(2+)的还原,促进Hg~0的氧化.为避免CaSO_3对Hg~(2+)的还原再释放,应严格控制脱硫浆液的强制氧化程度,使浆液中ω(CaSO_3)在2.0%以内,Hg0去除效率可维持在96%以上.浆液中ω(Ca(HSO_3)_2)增加,因HSO_3~-的存在加速了Hg~(2+)还原为Hg~0,使系统Hg~0氧化能力减弱,运行时需加强对ω(Ca(HSO3)2)的控制.