离子交换法海水提钾工艺研究

海水中钾资源丰富,离子交换法海水富钾技术可将其进行高效的提取,对改善我国陆地钾矿资源不足的现状具有重要意义。文中对固定床海水提钾工艺进行了系统的研究,考察了原料中钾质量浓度、洗脱剂类型及质量浓度等条件对富钾效果的影响,结果表明:不同钾离子质量浓度条件下的都可实现钾的高效富集,钾提取率达50%;3种钠型洗脱剂中,硝酸钠洗脱效果最好,富钾液中钾离子峰值可达17 g/L;铵型洗脱剂效果明显优于钠型洗脱剂,富钾液中钾离子质量浓度可达70 g/L,但需增加盐水对沸石的再生操作。     

多壁碳纳米管负载FeS2的制备及脱汞性能分析

采用硝酸铁与硫脲在溶剂热反应条件下制备FeS₂,利用物理浸渍法将FeS₂负载至多壁碳纳米管（MWCNTs）上,借助扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X光电子能谱（XPS）等分析测试手段对制备样品的结构特性进行探究,通过固定床反应器研究模拟烟气氛围下吸附剂对烟气中单质汞的吸附特性。实验考察了不同FeS₂负载量、烟气初始汞浓度、床层温度以及O₂、NO和SO₂对吸附剂脱汞效率的影响。结果表明,制备出的FeS₂分散性较好,呈球状晶体,表面均匀覆盖着MWCNTs,成团簇状。当负载量为10%、反应温度为70℃时,FeS₂/MWCNTs的吸附效果最好,最高脱除效率能达到100%,60min后脱除效率仍有80.3%。TPD脱附曲线和XPS分析结果进一步表明烟气中的Hg⁰被氧化成Hg²⁺以HgS的形式附着在吸附剂表面,证实吸附剂以化学吸附为主。此外,汞脱除效率随初始汞浓度的增加而降低,汞吸附容量却随之增加,60min最高能达到5.1μg/g。酸性气体NO和SO₂的存在,占据了吸附剂表面的活性点位,不利于Hg⁰的吸附,但低浓度NO对吸附剂的整体效果影响不大,抗NO性能较好。     

炭化活化条件对Cu/AC表面Cu价态及其催化降解苯酚的影响

采用前体浸渍法研制了生物质基载铜活性炭催化剂（Cu/AC）,利用N₂-吸附脱附、X射线光电子能谱等技术对Cu/AC性质进行了表征,在固定床反应器中研究了不同炭化活化条件所得Cu/AC催化湿式氧化降解苯酚性能。结果表明：Cu/AC表面Cu物种以Cu²⁺和（Cu⁺+Cu⁰）共存。随着制备Cu/AC炭化温度的升高,炭化过程中产生更多的挥发分,促进Cu²⁺还原为Cu⁺和Cu⁰,（Cu⁺+Cu⁰）含量增大,Cu/AC降解苯酚催化活性逐渐升高;随着炭化时间延长,（Cu⁺+Cu⁰）含量下降,Cu₂O、CuO较好地并入载体使晶格氧含量增加,催化活性先升高后下降;随着活化温度升高和活化时间延长,Cu/AC比表面积达到1096.1m²/g并有大量微孔生成,大量含氧官能团分解将炭化过程中还原生成的（Cu⁺+Cu⁰）氧化为Cu²⁺,晶格氧含量增加,催化活性随着活化温度的升高而升高,随着活化时间的延长先升高后下降。催化湿式氧化降解苯酚过程中,Cu/AC具有良好的稳定性和低的Cu离子浸出浓度。Cu/AC的最优制备条件为炭化温度800℃,炭化时间2h,活化温度880℃,活化时间为2h,所得Cu/AC在反应8.5h时实现98.5%的苯酚转化率和91.1%的COD转化率。     

煤红外快速热解过程中床层对二次反应的影响

针对煤快速热解研究中样品添加量少(mg级)、焦油收集难等问题,本研究利用压片法制备微薄厚度(mm级)的煤层,并采用红外加热装置考察大添加量(g级)、微薄煤层的快速热解特性。对比堆积煤样和不同煤压片厚度(1.5~3 mm)与个数(1~2)的压片煤样热解特性发现,压片煤层热解过程的二次反应受到明显抑制,焦油产率急剧增加,在1000℃时达9.96%,为格金分析的1.5倍,实现油气产量的同步增长。模拟蒸馏分析发现,堆积状态下焦油以沥青质为主,而微薄煤层制焦油含大量轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油。GC-MS和FTIR分析表明,随煤层厚度和个数的减少,焦油组分和含量提高,芳香烃类和含氧官能团吸收增加,进一步验证煤快速热解过程中煤层厚度对焦油产率和品质的影响,揭示在二次反应充分抑制下煤高温热解的初级反应特性。     

含铜废水预处理设施脱氮升级改造工程

为了减轻太湖保护区范围内企业处理废水的负担,苏州白荡污水处理厂利用其含铜废水预处理设施的富余处理能力处理某公司产生的含氮废水。针对含氮废水高NO3^--N和低碳氮比等特点,在充分利用原处理设施的基础上,采用"A/O+固定床生物膜工艺+高效脱氮填料+乙酸钠碳源+内回流"组合工艺对含铜废水预处理设施进行脱氮升级改造。改造后实际运行结果表明,设施运行稳定,出水水质达到出水水质达到设计出水要求,TN和NH4^+-N的去除率分别达到85.4%和82.3%,Cu的去除率提高了17.6%。     

废无纺布-生物膜反应器处理城市生活污水研究

为研制成本低廉、性能优良的生物膜填料,以废无纺布(NWF0)、空气热氧化改性废无纺布(NWF1)和微波改性废无纺布(NWF2)作为生物膜填料,组建生物膜反应器,开展处理污水的实验研究。结果表明,含NWF2生物膜反应器(NWF2-R)具有更好的污水处理效果。较佳的DO的质量浓度、填料填充率和HRT分别为3 mg/L、6.0 g/L和8 h;稳定运行时,NWF2-R对实际城市生活污水中COD、NH_4~+-N和TP的去除率分别为92.1%、76.4%和53.7%左右。NWF1和NWF2表面增加了羰基和羟基等官能团,改善了无纺布填料的表面亲水性,更有利于挂膜;3种填料表面生物膜的脱氢酶活性大小为NWF2 NWF1 NWF0。研究可为废弃无纺布的综合利用提供了新途径。     

固定床渣油加氢反应器结垢原因分析及对策

固定床渣油加氢技术是重油改质的重要手段,是优化重油催化裂化装置原料的主要措施.工业运转表明,反应器结垢是制约固定床渣油加氢装置满负荷生产和长周期运转的最重要因素之一.通过对固定床渣油加氢反应器结垢原因的分析,提出了抑制反应器结垢的措施.认为通过采取强化原料管理和严格日常操作管理等措施,能够抑制反应器结垢,延长装置的运转周期.     

C_2液相加氢用固定床鼓泡反应器的适宜操作区

本文以氢气为气相介质、甲苯为液相介质。研究了:气液通过φ39固定床鼓泡反应器时。反应器内流体的流动状态,确定了适宜的操作区,以便应用于碳二液相催化选择性加氢脱炔工艺研究。     

间苯二酚还原制备1,3-环己二酮的连续流技术开发

针对间苯二酚釜式加氢反应中存在的安全隐患显著、返混严重等问题,研究了间苯二酚通过连续流反应技术催化加氢合成1,3-环己二酮。结果表明,金属催化剂的催化性能大小为Pd>Ru>Ni;以5%Pd/C粉末催化剂为例,将反应器从釜式反应器转移至固定床反应器明显抑制了过度还原副产物的生成,可实现反应选择性>99.9%;Pd负载的颗粒催化剂比起粉末催化剂展现出更好的稳定性,使用5%Pd/Al₂O₃颗粒催化剂在415 min内可得到1,3-环己二酮的质量分数为63.2%的气体,并可通过水洗实现催化剂再生,连续加氢工艺操作简单、安全、高效。     

富含零价钴活性位点的钴氮碳/活性炭设计及甲醛催化氧化应用研究

具有低成本、高效率的挥发性有机化合物(VOC)氧化催化剂对于环境保护至关重要。钴-氮-碳(CoNC)材料由于其高度分散的Co与氮配位形成CoN_x后可较好地进行氧物种的活化,在光催化、电催化氧化领域表现出超高的催化活性。但目前将CoNC催化剂应用于甲醛催化氧化尚未得到广泛研究。合成了钴氮碳/活性炭(CoNC/AC)系列催化剂,通过控制热解温度调节CoNC/AC表面的化学组成和活性位点分布,在700℃下获得的CoNC/AC催化剂在25℃下可实现70 mg·m^-3 HCHO 95%的转化率,3300 h稳定性测试发现催化剂HCHO转化率依然稳定在90%左右。与贵金属相比,过渡金属CoNC/AC催化剂具有出色的HCHO去除能力和低成本的优势。此外,通过相关性分析和原位红外揭示了CoNC/AC催化剂上的HCHO去除机制,表明HCHO分子可以与吸附在0价Co位点的O₂反应,在室温下生成CO₂和H₂O(CH₂O→HCHO₂→CHO₂