电晕放电自由基簇射同时脱硫脱硝反应特性研究

对电晕放电自由基簇射技术同时脱硫脱硝过程进行了详细的实验研究和分析,揭示了反应特性,探讨了反应机理.研究结果表明:SO2的脱除主要依靠和氨气的热化学反应,但自由基反应对其脱除也有一定的促进作用.而Nox脱除主要依靠电晕放电过程,NH、NH2、OH的自由基反应以及亚硫酸盐对NO2的还原反应起了重要的作用.氨气注入的增加能够促进SO2和Nox的脱除,而Nox对氨气的敏感性要明显低于SO2.随着能量注入的增加,SO2和Nox脱除的能量利用率先显著下降,在能量密度大于3 W·h·m-3之后趋于稳定.     

低温等离子体降解苯的工艺参数优化

采用低温等离子体技术净化苯,以降解后的苯去除效率为评价指标。根据单因素实验,确定能量密度、初始浓度、氧气含量的取值范围;采用Design-Expert响应曲面法,考察单独变量作用及交互作用对苯去除率的影响;通过傅里叶变换红外光谱仪（FIIR）、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）及扫描电子显微镜（SEM）对反应产物组成进行分析。根据二次多项式模型模拟可知,单因素变量、能量密度和氧气含量的交互项均对苯去除率具有显著影响;优化结果显示,低温等离子体降解苯的最佳工艺条件为能量密度5.98kJ/L,初始浓度452.08mg/m³,氧气体积分数1.66%,模型预测苯去除效率为96.63%,实验验证平均值为95.23%,测定值与预测值之间相对误差为1.40%,证明该模型具有可靠性。固相副产物中主要含长链烷烃、长链烯烃、酚类、酯类、酮类、酰胺类,整体形貌属于团簇状,拥有较明显的球形形貌;液相产物中检测到未降解的苯、环氧乙烷、苯腈、4-氰基吡啶;气相产物除了含有矿化生成的CO₂和未降解的苯之外,还含有苯腈和酯。     

超声波/臭氧联合降解水中氟苯的研究

采用超声波/臭氧联合降解含氟苯模拟废水。研究了对氟苯降解过程的影响因素,考察了反应初始p H、臭氧投放量、超声波强度、反应温度对超声波/臭氧联合降解氟苯的速率影响。结果表明,当氟苯初始浓度为50 mg·L-1,p H=11.07,臭氧投量88 mg·min-1,超声波密度0.3W·m L-1时,常温反应45 min后氟苯的去除率达98%。通过GC-MS测定,推测氟苯的反应主要为·OH自由基主导的自由基降解反应。     

BDD电极电催化降解苯酚废水的研究

采用直流等离子体化学气相沉积方法制备了硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极。以苯酚为目标污染物,研究了苯酚废水在电极上的电化学降解规律及降解历程。结果表明,不同浓度的苯酚在电极上均能够完全矿化成CO2。高浓度条件下,苯酚先转化成中间产物,然后中间产物再氧化成CO2;低浓度条件下,苯酚氧化反应迅速,直接矿化成CO2。提高电流密度能够加速苯酚的降解,但会导致电流效率下降。苯酚的降解历程为对位首先受到·OH自由基的攻击,生成对苯二酚,再开环形成顺、反丁烯二酸与乙酸,然后顺、反丁烯二酸在阴极还原为丁二酸,丁二酸氧化脱羧形成丙二酸、乙酸、草酸或甲酸,最终氧化成CO2。     

低温等离子体技术去除挥发性有机物的动力学分析

低温等离子体技术用于污染物的去除效果良好,但污染物去除机理十分复杂,等离子体化学反应过程及等离子体放电机理不明确。在交流放电条件下,对不考虑中间反应过程的一级反应和多级反应进行探讨,并对一级反应过程中苯、甲苯和甲醛3种污染物的降解速率常数进行确定。研究结果表明,苯的一级反应降解速率常数为3.2×10^-4 L·（W·s）^-1,甲苯为4.5×10^-4 L·（W·s）^-1,甲醛为3.8×10^-4 L·（W·s）^-1,其顺序为：甲苯＞甲醛＞苯。     

溶剂强化过硫酸钠降解四氯化碳的还原机制

采用溶剂强化过硫酸钠降解水溶液中的四氯化碳,分别考察质子溶剂和非质子溶剂的强化效果及机制。试验结果表明,质子溶剂和非质子溶剂均能有效提高水溶液中四氯化碳的降解效果。质子溶剂体系中,四氯化碳降解存在慢速和快速两个阶段,推断降解过程受还原性的R·和CO2·-控制,且CO2·-为主导自由基,中间产物主要为三氯甲烷且浓度发生累积。非质子溶剂体系中,主导自由基为O2·-,中间产物三氯甲烷浓度较低,四氯化碳基本完全分解。     

Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对2,4,6-三氯苯酚的氧化降解

采用Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对2,4,6-三氯苯酚(TCP)溶液进行电化学氧化降解研究。结果表明:TCP降解效率与溶液初始p H、溶液初始浓度、电解时间,外加电压、及溶液中电解质的量相关,在外加电压为7 V、p H=3、Na_2SO_410 g/L的条件下,Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对初始浓度为0.025 g/L的TCP溶液处理150 min后,TCP降解效率达到99%以上。通过探讨TCP在酸性条件和碱性条件下降解的中间产物及降解规律,表明在酸性条件下TCP的降解主要是通过·OH自由基氧化和在阳极表面直接氧化的共同作用实现的,而碱性条件下起主要反应的是·OH自由基的氧化作用。     

联合发射光谱与动力学计算的非热等离子体重整CO2-CH4机理

非平衡等离子体重整CO₂-CH₄制合成气是实现2种温室气体资源化利用的新兴技术途径。综合采用发射光谱分析、反应动力学计算和连续质谱对常温常压介质阻挡放电(DBD)非热等离子体重整CO₂-CH₄反应途径进行探索。比功率S_EI为52 J/cm³时,可得到CH₄和CO₂转化率最大分别为22.8%和9.4%。稳态气相产物连续质谱在线分析表明,C₂H₄为C₂烃生成重要中间体,CH₄比例越高C₂烃生成量越大,且按C₂H₆2H₄2H₂顺序升高。发射光谱检测到·CH、·C₂自由基和CO、CO■特征谱线,·CH相对强度随比功率增加明显降低,CO■相对强...     

常温常压下等离子体催化脱除空气中的苯

苯是典型的室内空气污染物,严重影响人体健康。在大气压及35℃下,通过在催化剂上进行介质阻挡放电的方式,进行了等离子体一催化氧化脱除空气中苯的研究。当气体中C6H6的体积分数为103．5X10～、H：0的体积分数为1．0％、空气为平衡气,输入能量密度为114J／L,空速为16500h^-1时,苯的脱除率可达93．5％。而在同样实验条件下,单纯等离子体脱除苯和单纯催化氧化脱除苯的脱除率分别为62．8％和9．0％。这一实验结果说明,等离子体与Ag／CeO,催化剂在催化氧化空气中苯的过程中产生了协同效应,等离子体产生的活性自由基在Ag／CeO,催化剂催化氧化苯的氧化一还原循环过程中起到了至关重要的作用。     

羟胺强化谷氨酸-Fe(Ⅱ)催化过碳酸钠体系处理地下水中的苯

文中对比了盐酸羟胺(HAH)、抗坏血酸(ASC)、亚硫酸钠和抗坏血酸钠(SAS)对谷氨酸-Fe(Ⅱ)催化过碳酸钠(SPC)[GLA-Fe(Ⅱ)/SPC]体系降解地下水中苯的作用;考察了HAH浓度、水质条件对HAH强化GLA-Fe(Ⅱ)/SPC[HAHGLA-Fe(Ⅱ)/SPC]体系中苯降解的影响;探究了HAH对GLA-Fe(Ⅱ)/SPC体系中主体活性氧自由基产生的强化作用,以及主体活性氧自由基在苯降解过程中的作用。最后,考察了HAH-GLA-Fe(Ⅱ)/SPC体系在实际地下水修复中的适用性。结果表明：HAH、ASC和SAS促进了苯的降解,且HAH促进效果最佳,但过量的HAH不利于苯的去除;HO~·是GLA-Fe(Ⅱ)/SPC体系降解苯的主导自由基,HAH强化了HO~·的产生,提高了HO~·强度;O₂^·-也一定程度参与了苯的降解,但HAH对O₂^·-产生的影响可忽略;高浓度的Cl-和HA不利于苯的降解,但HCO₃^-对苯降解的抑制效果最显著;酸性条件有利于苯的降...     

沉淀剂对SrCO3/La2O2CO3上低温甲烷氧化偶联反应的影响

利用共沉淀法制备了系列SrCO3/La2O2CO3催化剂,制备中沉淀剂的选择影响催化剂的物理化学性质,并最终决定其在低温甲烷氧化偶联(OCM)中的催化性能,其中以摩尔比2：1的NaOH/Na2CO3 为复合沉淀剂效果最好,对应的催化剂中检测到两种La2O2CO3的组分,分别为四方晶相的(I-)和六方晶相的(II-)La2O2CO3。这两种晶相的共存为OCM的低温反应提供所需要的活性位。助剂SrCO3 抑制了甲烷的过度氧化,提高了C2的选择性。所得到的最佳的催化剂能在100 oC炉温下维持OCM反应至少24 h,使CH4.转化率达到25.6%,C2选择性达到43.4%。伴随OCM的甲烷氧化生成COx的副反应产生的热点效应为OCM温和反应提供了热源。     

MgO/La2O2CO3催化剂上的低温甲烷氧化偶联

共沉淀法制备的MgO/La2O2CO3催化剂使甲烷氧化偶联(OCM)在炉温460℃时开始反应,且使反应在50℃炉温下至少24 h。助剂Ni的加入降低了起始和最低反应温度,使催化剂在380℃的炉温下开始反应,之后在无热源的情况下可使反应至少24 h。助剂Zn的加入提高了反应活性,使C2的选择性提高了6%,但同时对低温反应不利,反应在炉温100℃下6 h后自动停止。OCM体系中的强放热反应为OCM温和反应提供了热源。催化剂中的La2O2CO3是维持低温甲烷氧化偶联反应的关键H活性组分。     

高压低温下H2O-H2O2-CO2三元体系CO2气体水合物的分解动力学

研究了非纯水体系H2O-H2O2-CO2中CO2气体水合物分解的动力学,测定了高压低温条件下CO2气体水合物分解过程的液相组成. 依据实验数据建立了CO2气体水合物分解动力学模型,模型计算值与实验值吻合良好. 确定了3个温度下气体水合物分解的速率常数,计算得出CO2气体水合物分解的活化能为97.17 kJ/mol.     

三相流化床中磷石膏分解渣碳酸化反应研究

通过对磷石膏分解渣在三相流化床中碳酸化反应的实验研究,探讨了不同因素对磷石膏分解渣中CaS转化的影响。实验结果表明:增大CO2气体流量和增加反应时间有利于CaS的转化,随着液固比的增大,CaS的转化率首先是增大然后趋于平缓,而升高反应温度对CaS的转化有微弱抑制作用。得到磷石膏分解渣碳酸化反应的最佳反应条件:CO2气体流量为300 mL/min、反应时间为40 min、液固比(体积质量比)为6 mL/g、反应温度为(25±2)℃。在最佳反应条件下,三相流化床中CaS的转化率为97.34%,釜式反应器中CaS的转化率为86.32%,相差了11%。与釜式反应器相比,三相流化床反应器更有利于磷石膏分解渣的碳酸化反应。     

Destruction of anthracene using a gliding arc plasma reformer

The gasification technology for biomass conversion has a limitation for some applications, including engines and turbines, because it produces tar-containing gas. In this study, a gliding arc plasma reformer was developed to remove tar. The plasma discharge in the gliding-type reformer is based on the both non-equilibrium and equilibrium plasmas. A simulation test was conducted using anthracene, which is produced during the gasification of biomass and waste, as the representative tar substance. In the optimal condition, the anthracene decomposition efficiency was 96.1%, and the energy efficiency was 1.14 g/kWh. The higher heating value of the gas produced from the anthracene decomposition was 11,324 kJ/Nm³, and the carbon balance was 98%. The steam flow rate, power input, total gas flow rate, and input concentration change were used as variables for the test. The anthracene decomposition efficiency was 81% when the gliding arc plasma reformer was used. When steam was fed at a rate of 0.63 L/min, the decomposition efficiency was highest (96.1%) due to the creation of OH radicals. The energy efficiency was highest (2.63 g/kWh) when the total gas flow rate was 24.1 L/min. H₂, CO, and CO₂ were produced as reformed gases. At the steam injection rate of 0.37 L/min or more, carbon black did not appear. Thus, it was verified that the gliding arc plasma reformer is effective for tar reduction.     

A Preliminary Study of the Plasma Pyrolysis of Waste Tyres

Thermal plasma pyrolysis of waste tyres for recovering energy was performed in a nitrogen plasma reactor. The main gaseous products were identified by chromatography as H2, CO, CH4, C2H2 and so on. From a series of experiments, the effects of the process parameters of thermal plasma pyrolysis were investigated. Under our experimental conditions with steam injection, the total contents of H2 and CO reached up to 38.3% in the gas product, C2H2 up to 4%, and the maximum calorific value of the pyrolysis gas was 8.96 MJ/m3. The results indicate that plasma-assisted thermal decomposition of waste tyre particles may be a useful way for recovering energy and useful chemicals.     

滑动弧等离子体处理酸性橙Ⅱ废水

采用气液两相滑动弧等离子体降解酸性橙Ⅱ,研究了酸性橙Ⅱ的降解动力学及降解机理。结果表明：当电压为10 kV,载气为O₂,气体流速为0.4 m³·h^-1,废水流量为20 ml·min^-1,电极间最窄处距离为3.5 mm,溶液浓度在300 mg·L^-1以下时,滑动弧等离子体对酸性橙Ⅱ的降解符合一级动力学规律。检测了纯水放电时H₂O₂、O₃生成量以及OH·的相对量。运用紫外光谱（UV-Vis）、离子色谱（IC）、色谱-质谱联用（GC-MS）等方法,测定出酸性橙Ⅱ的主要降解产物有乙酸、乙二酸、丙二酸、苯酚、3-羟基苯乙酮、萘、苯磺酸、邻苯二甲酸（酐）、β-萘酚等,并依此推测酸性橙Ⅱ的降解机理,即羟基自由基攻击酸性橙Ⅱ分子上与萘环相连的C—N键,导致C—N键的断裂,进而染料脱色矿化。     

线-筒式脉冲电晕反应器降解三氯乙烯废气研究

采用线-筒式电晕反应器对三氯乙烯在氮气中和有氧气存在情况下的降解效果进行了实验研究. 研究结果表明三氯乙烯在氮气中的降解效果要好于在氮气和氧气混合中的降解效果. 三氯乙烯在氮气中的主要气相降解产物是HCl和Cl2;在氮气和氧气的混合气中的主要降解产物是COCl2、CO2和C2HCl3O (DCAC). 为了去除三氯乙烯分解过程中生成的有害产物,在反应器内壁上涂覆一层Ca(OH)2吸收剂. 实验发现采用电晕结合现场化学吸收能有效地去除COCl2等有害产物的产生,同时三氯乙烯的去除率大大高于反应器内没有固体吸收剂的情况.当反应器的输入能量为20 W时,对浓度为1090 mg·m-3的三氯乙烯在10% O2和90% N2的混合气中的分解率从62%提高到了99.5%. 可以认为反应器内的Ca(OH)2吸收剂通过气-固吸收反应参加了三氯乙烯的分解过程,从而提高了三氯乙烯的降解率.     

Integration of coal pyrolysis process with iron ore reduction:Reduction behaviors of iron ore with benzene-containing coal pyrolysis gas as a reducing agent☆

An integrated coal pyrolysis process with iron ore reduction is proposed in this article. As the first step, iron oxide reduction is studied in a fixed bed reactor using simulated coal pyrolysis gas with benzene as a model tar compound. Variables such as reduction temperature, reduction time and benzene concentration are studied. The carbon deposition of benzene results in the retarded iron reduction at low temperatures. At high temperatures over800 °C, the presence of benzene in the gas can promote iron reduction. The metallization can reach up to 99% in20 min at 900 °C in the presence of benzene. Significant increases of hydrogen and CO/CO2 ratio are observed in the gas. It is indicated that iron reduction is accompanied by the reforming and decomposition of benzene. The degree of metallization and reduction increases with the increasing benzene concentration. Iron oxide can nearly completely be converted into cementite with benzene present in the gas under the experimental conditions. No sintering is found in the reduced sample with benzene in the gas.