超重力技术在气体净化中的应用

超重力技术是一种过程强化的新型技术,在环保、化工等工业领域有着广阔的应用前景。本文介绍了该项新技术的作用原理和特点及其在多种气体净化过程中的应用。     

基于响应面法的超声强化铁碳微电解处理硝基苯废水工艺优化研究

针对超声波强化铁碳微电解法降解含硝基苯废水时各操作因素之间是否存在相互作用的问题,采用响应面法(RSM)对工艺条件进行了优化。实验中,选取29组有代表性的试验点,以超声波(US)功率、零价铁(Fe~0)剂量、活性炭(GAC)剂量、废水初始pH值为主要因素,硝基苯的去除率为响应值,设计了四因素三水平的响应面实验,得到了最优的工艺条件。结果表明,Fe~0剂量与废水初始pH值、废水初始pH值与超声功率之间存在明显的交互作用;当Fe~0剂量为20.7 g·L~(-1),GAC剂量为13.19 g·L~(-1),初始pH值为2.08,超声功率为175.96 W时,硝基苯去除率的预测值为98.50%。与实测值相差1.23%(2%)。因此得到超声强化铁碳微电解降解硝基苯的二次数学模型对工艺条件的优化及硝基苯去除率的预测具有良好的可靠性。     

磷肥尾气治理技术的研究

介绍了磷肥尾气中各污染物的主要处理方法,并对各种方法的优缺点进行了分析.介绍了中北大学山西省超重力化工工程技术研究中心开发的超重力技术处理磷肥尾气新工艺,该工艺克服了传统磷肥尾气处理工艺的不足,流程简单,操作方便,吸收效率高,能同时处理多种气体,应用前景广阔.     

撞击流-旋转填料床内络合萃取法分离醋酸稀溶液实验研究

采用撞击流-旋转填料床作为萃取设备,选用磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂(稀释于煤油中),对络合萃取法分离醋酸稀溶液过程进行了实验研究.研究结果表明:在适宜的操作条件下,撞击流旋转填料床对于磷酸三丁酯与醋酸的络合萃取过程具有良好的萃取传质性能,萃取级效率高达98%以上;采用三级错流萃取流程,获得了94.0%的醋酸萃取率,取得了较好的分离效果.以质量分数15%的氢氧化钠溶液为反萃取剂,经反萃取操作后实现萃取剂的再生,再生后的萃取剂萃取性能无明显变化.综合考虑了萃取剂、萃取设备及萃取工艺对于络合萃取过程的影响,为络合萃取技术在醋酸稀溶液回收中的应用奠定了基础.     

高级氧化法中H_2O_2对COD的测定影响及消除

通过测定含不同H2O2浓度的纯水体系及硝基苯类化合物水样体系的废水化学需氧量(COD),分析发现硝基苯类化合物水样中H2O2对COD的测量存在正干扰,且具有很好的线性关系。在不引入新的干扰前提下,探讨了相应的H2O2消除方法。结果表明,当水样中H2O2浓度475 mg·L-1,COD值为747.6 mg·L-1时,改变水样p H值为碱性有利于H2O2的去除;添加二氧化锰催化剂虽然能在较短时间内去除H2O2,但可能引入新的干扰物;添加过氧化氢酶在不引入新的干扰情况下可快速去除H2O2。当反应时间3 min,分别调节水样p H为12、添加二氧化锰、添加过氧化氢酶,水样中H2O2去除率为1.2%、45.6%、100%。在相同酶量下处理含不同浓度H2O2的水样,H2O2均可在短时间内被除净。分析表明,添加过氧化氢酶可为快速、高效消除废水中未知浓度H2O2对CODCr测定的影响提供一条新的途径。     

新型旋转填料床强化气膜控制传质过程

转子结构为相互嵌套填料环的新型旋转填料床是基于强化气膜控制传质过程的新型高效传质设备,可适用于受气膜控制的吸收、精馏和低浓度工业气体的净化等过程。分别以化学吸收体系CO2-NaOH和物理吸收体系NH3-H2O测定了不同气量、液气比和超重力因子条件下的有效比表面积a和气相体积传质系数kya,并由此得到气相传质系数ky,对其传质性能进行研究。实验结果表明：a、kya和ky均随着气量、液气比和超重力因子的增大而增大。通过对比可知,新型旋转填料床的气相体积传质系数在相近操作条件下是文献逆流旋转填料床的2倍。并对实验数据进行了回归,拟合出了a、kya和ky分别与气相雷诺数ReG、液相韦伯数WeL和伽利略数Ga之间的关联式。     

甲醇柴油乳液的黏度特性

在恒定温度20℃、乳化时间2 min、搅拌速率5×2800 r/min的条件下,考察了复配乳化剂质量分数、种类和黏度及甲醇质量分数对甲醇柴油乳液黏度的影响。结果表明,在本实验条件下,甲醇柴油乳液近似为牛顿流体,乳化剂的种类、质量分数及乳液中甲醇的质量分数对乳液的黏度特性具有显著的影响。对于组分相同的甲醇柴油乳液,其黏度随着乳化剂质量分数及其黏度的增加而增大;当其他组分一定时,其黏度随着甲醇质量分数的增加而增大;所制备的甲醇柴油乳液的黏度在2.7~5.6 mPa·s之间,符合国家燃油黏度标准。     

撞击流-旋转填料床制备纳米Fe3O4颗粒及其对重金属离子的吸附性能

FeCl2×4H2O和FeCl3×6H2O为原料、NaOH为沉淀剂,采用撞击流-旋转填料床制备Fe3O4纳米颗粒,考察了超重力因子、液体流量和反应物浓度对Fe3O4颗粒粒径的影响及其对Pb(II)和Cd(II)的吸附性能. 结果表明,随超重力因子、液体流量及反应物浓度增加,Fe3O4颗粒的粒径减小,最佳制备条件为超重力因子65.32、液体流量60 L/h及FeCl3×6H2O浓度0.321 mol/L,该条件下所制超顺磁性单分散Fe3O4纳米颗粒的平均粒径约为10 nm,饱和磁化强度为60.5 emu/g. Fe3O4纳米颗粒对Pb(II)和Cd(II)吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,计算的最大吸附容量分别为30.47和13.04 mg/g.     

超重力场中共存物质对O3/H2O2工艺降解硝基苯的影响

以硝基苯为模拟污染物,研究了常见无机钠盐和有机物在超重力场中对O3/H2O2工艺降解硝基苯的影响,同时考察了超重力技术强化O3/H2O2工艺降解硝基苯的作用机理。结果表明超重力技术通过强化臭氧传质速率提高臭氧溶解量进而提高硝基苯的去除率。超重力场中共存物对硝基苯的降解动力学产生不同的影响,其中碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、硫酸钠和硝酸钠对硝基苯的去除具有促进作用,主要作用原理是添加物可升高溶液pH值进而促进臭氧分解产生羟基自由基(·OH)提高了氧化效率;氯化钠、碳酸氢钠、硫酸氢钠、乙醇、乙酸、甲酸和叔丁醇对硝基苯的去除具有抑制作用,其中添加硫酸氢钠、乙酸和甲酸使溶液pH值降低阻碍了自由基链反应的进行,而氯化钠、碳酸氢钠、乙醇和叔丁醇可消耗·OH,从而对硝基苯去除产生抑制作用。     

错流旋转填料床传质特性影响因素的实验研究

采用CO2-NaOH体系,在中试规模的实验装置上进行传质实验,考察了气速、液体喷淋密度、超重力因子、气液接触时间对错流旋转填料床的总体积传质系数KLa及有效传质比表面积ae的影响. 结果表明,KLa和ae均随气速、液体喷淋密度和超重力因子增加而增大,KLa随气液接触时间增加先缓慢增大后急剧下降,ae则随气液接触时间增加而缓慢下降. 最佳操作条件为：气速1.69 m/s,液体喷淋密度32 m3/(m2×h),超重力因子104,气液接触时间0.1 s. 错流旋转填料床在处理大气量气体时传质效果增强,是同类文献错报道的1.52~2.32倍. 对各操作参数下所得实验数据进行回归,得关联式KLa=1.8221(atDL/dp)ReL0.6371GrL0.0548ScL0.0623和ae/at=2980.9ReL0.2349FrL-0.045WeL0.5023f-0.5.