煤粉炉和循环流化床锅炉飞灰吸附汞动力学及其吸附机制

在固定床吸附反应器内对两台300MW等级燃煤发电机组循环流化床锅炉和煤粉锅炉飞灰样品进行气相零价汞吸附实验,通过改变实验工况研究温度、入口汞浓度和入口气体流量对飞灰汞吸附能力的影响。采用颗粒内扩散模型、准一阶和准二阶动力学模型、耶洛维奇（Elovich）模型对实验数据分别进行拟合,从动力学的角度探讨两种锅炉飞灰对气相零价汞吸附的影响机制以及两种锅炉飞灰与气相零价汞之间吸附动力学行为差异。结果表明：相同工况下循环流化床锅炉飞灰汞吸附过程的穿透时间和平衡吸附量远大于煤粉锅炉飞灰。吸附温度为150℃时,两种锅炉飞灰对气相零价汞的平衡吸附量最大。由于外扩散阻力随气体入口流量的增加而减小,入口汞浓度的增加可提高传质推动力,飞灰对汞的吸附得以增强。动力学分析表明飞灰的零价汞吸附由外扩散、内扩散和表面化学吸附共同控制,其中表面化学吸附是该吸附过程中的控制步骤;准二阶动力学模型和Elovich动力学模型更适合于描述该吸附过程。相同实验条件下,循环流化床锅炉飞灰吸附过程拟合所得的颗粒内扩散系数、准一阶动力学常数和初始吸附速率均大于煤粉锅炉飞灰。     

煤粉炉和循环流化床锅炉飞灰特性对其汞吸附能力的影响

通过分析两台容量相近的循环流化床锅炉和煤粉锅炉飞灰样品的粒径分布、表面结构特性、未燃尽碳含量、反应性和汞含量，探究两种类型锅炉飞灰特性差异及其与飞灰汞吸附能力的关系。结果表明：循环流化床和煤粉锅炉尾端除尘设备排灰口飞灰汞的含量分别为1584.0 ng/g和503.7 ng/g，其原因与飞灰粒径、未燃尽碳含量和表面特性相关。对于循环流化床锅炉，飞灰中汞含量随其粒径和反应性温度的减小而增加，随未燃尽碳含量增加而增加，且与比表面积和吸附量呈正相关关系。对于煤粉锅炉，粒径为75～53 μm的飞灰对汞吸附能力较强，未燃尽碳含量明显小于循环流化床所产生飞灰的含量，飞灰比表面积随粒径变化不大，由此导致煤粉锅炉除尘设备排灰口所取样品对汞的吸附能力远低于循环流化床锅炉相对应位置飞灰对汞的吸附能力。     

煤粉炉和循环流化床锅炉飞灰特性对其汞吸附能力的影响

通过分析两台容量相近的循环流化床锅炉和煤粉锅炉飞灰样品的粒径分布、表面结构特性、未燃尽碳含量、反应性和汞含量,探究两种类型锅炉飞灰特性差异及其与飞灰汞吸附能力的关系。结果表明:循环流化床和煤粉锅炉尾端除尘设备排灰口飞灰汞的含量分别为1584.0 ng/g和503.7 ng/g,其原因与飞灰粒径、未燃尽碳含量和表面特性相关。对于循环流化床锅炉,飞灰中汞含量随其粒径和反应性温度的减小而增加,随未燃尽碳含量增加而增加,且与比表面积和吸附量呈正相关关系。对于煤粉锅炉,粒径为75～53μm的飞灰对汞吸附能力较强,未燃尽碳含量明显小于循环流化床所产生飞灰的含量,飞灰比表面积随粒径变化不大,由此导致煤粉锅炉除尘设备排灰口所取样品对汞的吸附能力远低于循环流化床锅炉相对应位置飞灰对汞的吸附能力。     

煤质活性炭对苯酚吸附动力学研究

通过静态吸附实验研究了煤质活性炭对苯酚的吸附特性,并用两种动力学模型对实验数据进行了拟合。结果表明,准二级动力学模型能精确描述苯酚在煤质活性炭上的吸附动力学行为;颗粒内扩散模型拟合表明内扩散过程为该吸附过程的主要控制步骤,但不是唯一控制步骤,吸附同时还受外扩散过程影响。     

KMnO_4改性稻壳、稻杆水热炭吸附染料的研究

以稻壳、稻杆为原料,不同浓度KMnO4为水热溶剂,一步完成炭化与改性,并对其进行等电点测定,SEM、FTIR表征。通过静态吸附实验,探究KMnO4改性水热炭对阴、阳离子染料的吸附效果,以及初始染料浓度、样品投加量等的影响。通过吸附等温模型(Langmuir-Freundlich、Langmuir、Freundlich和Temkin)、动力学模型(准一级、准二级和Elovich动力学模型)、吸附机理(颗粒内扩散、Boyd外扩散模型)探究表明,Langmuir-Freundlich、准二级动力学和Elovich模型适合描述吸附过程,膜扩散速率和颗粒内扩散速率共同影响着吸附反应速率。     

KMnO_4改性稻壳、稻杆水热炭吸附染料的研究

以稻壳、稻杆为原料,不同浓度KMnO4为水热溶剂,一步完成炭化与改性,并对其进行等电点测定,SEM、FTIR表征。通过静态吸附实验,探究KMnO4改性水热炭对阴、阳离子染料的吸附效果,以及初始染料浓度、样品投加量等的影响。通过吸附等温模型(Langmuir-Freundlich、Langmuir、Freundlich和Temkin)、动力学模型(准一级、准二级和Elovich动力学模型)、吸附机理(颗粒内扩散、Boyd外扩散模型)探究表明,Langmuir-Freundlich、准二级动力学和Elovich模型适合描述吸附过程,膜扩散速率和颗粒内扩散速率共同影响着吸附反应速率。     

煤粉炉与循环流化床锅炉汞释放行为研究进展

燃煤电厂作为人为汞释放源之一,其对环境的影响日益受到人们的重视。煤粉锅炉和循环流化床锅炉是燃煤电厂应用较多的两种炉型。主要介绍了该两种炉型在燃煤过程中汞释放行为的研究进展。对于煤粉锅炉来说,大部分汞存在在烟气中,而只有少部分汞富集在飞灰,底渣和脱硫石膏中。而循环流化床锅炉的汞则主要富集在飞灰中,只有少部分汞富集在底渣中或烟气中。对任一炉型,锅炉的燃烧方式以及其配置的大气污染控制装置不同,可导致汞在燃烧产物中的再分配比例不同;同时,飞灰对汞有一定的吸附作用,且粒径越小、含碳量越高及停留时间越长越有利于飞灰对汞的吸附。     

海藻酸纤维对水溶液中Fe~(3+)的吸附动力学研究

以海藻酸纤维作为吸附材料研究了纤维对水溶液中Fe3+的吸附性能,用准一级动力学方程、准二级动力学方程、Elovich方程、粒子扩散方程、双常数方程和指数函数方程数学模型对不同Fe3+浓度、吸附时间的吸附曲线进行分析,研究了其吸附的动力学机理。结果表明:在研究的浓度和条件范围内,准二级动力学模型、Elovich方程和双常数方程的拟合度较好,模拟值与实验值吻合较好,说明海藻酸纤维吸附Fe3+是复杂的非均相扩散的化学吸附过程。粒子扩散方程表明颗粒内扩散不是控制海藻酸纤维吸附Fe3+过程的唯一步骤,而是由膜扩散和颗粒内扩散联合控制。     

海藻酸纤维对臧红T的吸附动力学研究

以自制海藻酸纤维为吸附剂,研究它对臧红T的吸附性能。用准一级动力学方程、指数函数方程、准二级动力学方程、粒子扩散方程、Elovich方程和双常数方程对不同染料浓度、吸附时间的曲线进行拟合。结果表明,后四种方程的拟合度较好,这说明此吸附是复杂的非均相扩散吸附过程,存在化学吸附,且膜扩散和颗粒内扩散共同控制吸附速率。     

石英砂负载氧化铁吸附锑的动力学及其吸附机理研究

研究了283、293、313K的温度下,石英砂负载氧化铁(IOCS)对锑的吸附动力学。锑在IOCS表面的吸附可分为两个阶段,吸附反应的前120min为快速吸附阶段;120min后,吸附速率明显变慢。温度升高加快了锑在IOCS表面的吸附速率。用Elovich动力学模型、准一级反应模型、准二级反应模型、二级反应模型和粒内扩散动力学模型对试验数据进行回归分析,准二级反应模型能更好地描述锑在IOCS表面的吸附,各吸附模型的模拟优劣顺序为:准二级模型、二级模型、Elovich模型、准一级模型、粒内扩散模型。给出锑在IOCS表面的吸附机理,Sb(OH)3与IOCS表面羟基经两个阶段的反应,最终生成了双齿表面配合物;SbO(OH)和HSbO2与IOCS表面羟基反应生成单齿表面配合物。     

改性纤维素对水体孔雀石绿的吸附动力学实验设计

设计纤维素改性及其对水体孔雀石绿的吸附动力学实验,目的在于让学生更好地了解碱改性纤维素在吸附功能材料中的应用,更重要的是在其吸附动力曲线中,拟合出一些常见的吸附动力学方程,如准一级、准二级、颗粒内扩散、Elovich、Bangham和双常数动力学方程,并在这些方程中探讨出控制吸附速率步骤的内在机理。     

煤粉对选矿废水中乙硫氮的吸附特性研究

为探究煤粉吸附剂对选矿废水中有机污染物的吸附过程,利用煤粉作为吸附剂用于选矿废水中乙硫氮污染物的吸附。研究煤粉吸附剂自身物理化学性质特点,并通过配制乙硫氮污染物模拟废水,研究煤粉投加量、吸附时间等吸附条件对吸附过程的影响,重点研究煤粉吸附剂吸附乙硫氮污染物的吸附等温线、吸附速率控制过程等。结果表明煤粉吸附剂表面结构复杂,具有丰富的孔隙结构和含氧官能团,是一种天然吸附剂。煤粉投加量和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,随着煤粉投加量增加,溶液中乙硫氮去除率先增加后趋于稳定,吸附量不断减少;随着吸附时间延长,乙硫氮去除率和吸附量开始时增加比较迅速,吸附时间达到30 min后,去除率和吸附量均趋于稳定。乙硫氮溶液初始浓度50 mg/L,煤粉投加量5 g/L,振荡吸附时间30 min条件下,乙硫氮去除率达86.53%,吸附量为8.65 mg/g。利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型拟合煤粉对乙硫氮的吸附行为,Freundlich等温吸附模型更加符合该吸附过程,说明其吸附行为是以表层为主的多层吸附。利用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内部扩散模型进行吸附动力学研究,结果表明该吸附过程更加符合准二级动力学模型,吸附速率的控制步骤同时包含外部液膜扩散、表面扩散以及颗粒内部扩散过程,但以表面扩散为主导作用。     

生物膜载体吸附剂对Zn2+的吸附

本文对生物膜吸附Zn^2＋的行为进行了准一级动力学方程和Elovich模型方程的拟合,对实验测定的吸附等温线用Langmuir与Freundlich吸附模型进行拟合;考察了pH值及温度对生物膜吸附Zn^2＋的影响。结果表明,Zn^2＋在生物膜载体吸附剂上的吸附动力学过程与Elovich方程有较好的拟合度,R^2=0．99994。单一等温吸附过程与Langmuir方程具有较好的拟合度,R^2=0．99785;pH=6～8,室温25℃对Zn^2＋分有较高的去除率。     

咖啡壳吸附材料的制备及其对四环素吸附行为影响的研究

以云南省保山地区废弃的咖啡壳为原料分别在不同的烧结温度(300℃、400℃和500℃),选用H₃PO₄、KOH、K₂CO₃对其进行活化处理，制备出不同类型的粉末状活性炭。并进一步探究不同类型的咖啡壳基活性炭对四环素(TC)吸附性能的影响。研究结果表明，在以KOH作为活化剂，且烧结温度为400℃的条件下制备的活性炭(K-400C-AC)对TC的吸附性能明显最好(当TC的初始浓度为5 mg/L时，0.1 g活性炭可以将其全部吸附)。通过拟一阶吸附动力学模型、拟二阶吸附动力学模型和Weber-Morris颗粒内扩散模型评价K-400C-AC对TC吸附速率的结果显示，该吸附过程的动力学过程能够很好的用拟二阶动力学模型拟合(R²=0.999)。Weber-Morris颗粒内扩散模型证明了吸附过程的主要速度控制步骤是TC的边界层扩散和颗粒内扩散的联合作用。除此之外，Langmuir和Freundlich等温模型的拟合结果表明，K-400C对TC的吸附过程属于单分子层吸附，且K-400-AC...     

活性焦汞吸附特性及动力学机理分析

通过固态吸附剂汞吸附效能测定系统进行了太西活性焦吸附单质汞的实验,考察单质汞Hg⁰入口浓度和温度对太西活性焦脱汞性能的影响并探讨了吸附机理。结果表明:在CO₂/N₂/O₂/NO/Hg⁰体系中,不同Hg⁰入口浓度获得的汞脱除效率曲线相似,脱除效率随Hg⁰入口浓度增大而增加;变入口浓度工况下,汞的吸附全过程遵循准二级动力学反应模型,该吸附过程以化学吸附为主;在反应温度从403 K升高到423 K的过程中,系统发生了化学吸附或者化学反应,423 K可作为活性焦的最佳除汞温度;Bangham方程可对变温工况下活性焦脱除单质汞的吸附过程进行准确描述,并获得不同温度下活性焦脱汞的吸附速率常数存在k_423K>k_463K>k_403K的关系。     

活性炭纤维电吸附处理含盐溶液吸附特性研究

以活性炭纤维为电极材料处理NaCl模拟水,研究了电吸附过程中电极电压、流量、含盐量等对脱盐效果的影响,同时分析了电吸附对水溶液中离子的吸附动力学特性,并以吸附等温线探讨双电层对水溶液中离子的吸附能力。结果表明,对于特定的电吸附装置,当电源施加电压为2.2 V,304不锈钢板的极板电压为1.77 V,流量为15mL/min时,电吸附的平均脱盐率为41.16%。电吸附过程符合Langmuir单分子层吸附等温模型,施加电压为2.2 V时,Langmuir吸附常数为0.088,饱和吸附容量为5.84 mg/g。准一级反应动力学模型、Elovich方程、二级反应动力学模型拟合程度均不高。相比较,Elovich方程拟合效果较好。     

CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

在微波环境下,制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)修饰的CTMAB-磷石膏,并对其结构进行了表征。通过静态吸附实验,研究了CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附特性,探讨了吸附机理,结果表明:CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,但Langmuir吸附等温模型能更好地描述吸附等温曲线。Lagergren准一级吸附动力学方程、Lagergren准二级吸附动力学方程、Elovich吸附方程以及粒子内扩散模型均可较好地描述吸附初始阶段,而整个吸附过程更好地符合Lagergren准二级吸附动力学方程,CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量为16.3225mg/g,吸附过程由物理吸附、化学吸附及络合沉淀作用共同控制。     

Cu-β/SBA-15的吸附脱硫性能及吸附动力学

采用浸渍法制备Cu-β/SBA-15复合分子筛,通过XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD、Py-FTIR等对其进行结构表征,结果表明:Cu-β/SBA-15具有微-介孔复合结构和表面弱酸性。以Cu-β/SBA-15为吸附剂,在间歇式微型反应釜中,进行静态吸附脱除二苯并噻吩(DBT)实验,考察了反应温度、反应时间和剂油质量比("剂"指吸附剂Cu-β/SBA-15,"油"指模拟柴油)对吸附量的影响,并对其吸附动力学进行了考察。结果表明,在反应温度120℃,反应时间120 min,m(剂)∶m(油)=1∶30的条件下,模拟柴油的脱硫率可达54.62%、吸附剂吸附硫容量为2.27 mg/g;在Cu-β/SBA-15对DBT吸附的初始阶段,准二级动力学方程和Elovich方程均能很好地反映吸附模式,而整个吸附过程中,准二级动力学相关系数R20.99,拟合计算出的平衡吸附硫容量qe=2.54 mg/g,与实际所测值相差很少,说明准二级动力学吸附模型能更全面的描述Cu-β/SBA-15对DBT的吸附过程,其吸附过程是液膜扩散和内扩散共同作用的结果。     

纳米零价铁对水溶液中钒离子的吸附性能

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),采用PXRD, SEM, TEM, BET(N2吸脱附)和XPS等表征材料性能,考察了纳米零价铁用量、初始钒(V)浓度和初始pH对纳米零价铁吸附钒(V)性能的影响,测定了纳米零价铁对钒(V)的吸附等温线和吸附动力学曲线. 结果表明,制备的纳米零价铁具有典型的核?壳结构,粒径为10~30 nm,BET比表面积为53 m2/g. 纳米零价铁对钒(V)的吸附容量随纳米零价铁用量和初始pH增大而减小. 25℃时的平衡吸附容量为227.8 mg/g. Langmuir等温线方程可很好拟合纳米零价铁对钒(V)的吸附,纳米零价铁对钒(V)的吸附动力学曲线符合准二级动力学模型.     

玉米秸秆生物质炭对铅的吸附动力学特征

选用玉米秸秆为原材料,采用限氧裂解法制备生物质炭。研究了其对Pb~(2+)的吸附动力学特征,并探讨了不同温度、pH值、离子强度对吸附效果的影响。结果表明,生物质炭对Pb~(2+)的吸附过程均表现一致,0~4 h内为快速吸附阶段,吸附速率较快,此后呈现为慢速吸附阶段,直至30 h基本达到吸附平衡。随着温度(25~55℃)和pH值(3~6)的升高,生物质炭对Pb~(2+)的饱和吸附量增加。而随着离子强度(CaCl_20.005~0.05 mol/L)的增大,生物质炭对Pb~(2+)的饱和吸附量降低。拉格朗日准二级动力学方程能更好的拟合生物质炭对Pb~(2+)的吸附过程。说明该吸附过程为化学吸附。且内扩散模型对吸附初始阶段的数据拟合效果也较好,这表明Pb~(2+)在生物质炭上吸附速率同时受颗粒内扩散过程和外扩散过程的控制。