钙化物对HCl的脫除动力学研究

采用热重法对氢氧化钙在空气下脱除HCl过程进行了研究，结果表明，钙化物脱氯的最佳温度为600～700℃．钙化物脱氧过程为一级反应．钙化物脱氯的动力学行为可用收缩核模型加以表征．钙化物脱氯的过程存在控制段的转移．反应初期化学反应占主导地位，但随着反应的进行，逐渐受产物层的扩散控制.表面反应活化能及固体扩散活化能分别为58.8kJ/mol及105.73kJ/mol．     

高炉炉顶煤气中HCl气体脱除的试验研究

高炉炉顶煤气中HCl气体会加速TRT叶片和煤气管道腐蚀。脱除高炉炉顶煤气中HCl气体可以采用石灰石、轻烧石灰石、Na_2CO_3和KOH作为脱氯剂的活性组分,脱氯剂粒度控制为3~6 mm、脱氯剂料层厚度控制为200 mm以上并适当提高煤气温度来改善高炉煤气中HCl气体的脱除过程。     

一种新型高温脱氯剂的基础性研究

以价廉易得的天然矿物及碱为化学活性组分 ,制得一种新型高温脱氯剂GH1。该脱氯剂在 6 5 0℃、空速2 5 0 0h- 1 和进口HCl气体体积浓度 1 80 0mg m3条件下的穿透氯容量达到 37 2 % ,同时机械强度合格。实验还考察了主要成分配比、空速和温度对脱氯性能的影响 ,并对床层氯分布进行了数学模拟     

钙化合物的种类对脱氯特性的影响

以PVC为HCl的释放源，采用热重法对不同气氛下各种钙化合物的脱氯特性进行了研究，探讨了各种钙化物的脱氯机理以及脱氯效率。结果表明和PVC作为氯化氢的释放源是可行的。3种钙化物中氢氧化钙的脱氯效果最好。氧化钙与氢氧化钙的脱氯机理基本相似。各种钙化物在不同气氛下的脱氯机理是不同的。燃烧状态下，在高温段钙化物脱氯产物氯化钙有分解迹象。     

Ni/Fe二元金属脱氯降解对氯苯酚的研究

研究了Ni/Fe二元金属脱氯降解对氯苯酚的催化性能.结果表明,吸附氢原子是对氯苯酚脱氯降解的主要还原剂,发生在催化剂表面的化学反应为整个过程的速率控制步骤.质量分数为2.96%Ni的催化剂具有最大的比表面积,在相同条件下也具有最好的脱氯性能,90min时的脱氯效率达64%.对不同Ni含量催化剂脱氯的动力学研究表明,对氯苯酚脱氯的表观动力学方程为一级反应,而且反应速率常数正比于催化剂的比表面积.通过计算表明,Ni/Fe单位比表面的表观速率常数为(κ′)为7.61×10^-4min^-1·m^-2.当体系温度小于43℃时,脱氯效率随着温度的上升而加快,超过这一温度后,升高温度反而会使体系的脱氯效率下降.     

高炉炉顶煤气中CO_2、H_2O和炉尘对低温钙基脱氯剂脱除HCl的影响

通过研究高炉炉顶煤气中CO_2、H_2O和炉尘对低温钙基脱氯剂脱除HCl的影响发现:高炉炉顶煤气中,CO_2和H_2O含量增加,脱氯效果不同程度地变差;在不同位置的高炉炉顶煤气含炉尘范围内,重力灰含量增加,脱氯效果急剧变差;布袋灰含量低于10mg/m3时,布袋灰的含量增加脱氯剂的脱氯效果在一定程度上略有改善。     

EDTA对Pd/Fe体系还原脱氯2,4-D的影响

针对Pd/Fe体系对含氯有机物催化还原脱氯过程中,零价铁易腐蚀并在颗粒表面形成钝化层,阻碍目标污染物的进一步脱氯去除,本研究利用乙二胺四乙酸(EDTA)与Fe2+和Fe3+的络合作用,消除Pd/Fe颗粒表面的钝化层,使还原脱氯过程得到持续进行.实验考察了EDTA的投加方式和投加量、p H、钯负载率、温度等因素对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)还原脱氯的影响.结果表明:1EDTA浓度为25.0 mmol·L-1、投加速率为20 m L·h-1时,苯氧乙酸(PA)生成率在20 min达到了90.7%.而未加EDTA的反应体系,反应210 min后,PA的生成率仅为74.5%;2EDTA可以络合Pd/Fe体系在催化脱氯过程中生成的Fe2+和Fe3+,防止或减缓了Pd/Fe颗粒表面钝化层的形成,提高了反应活性;3适宜的2,4-D催化脱氯条件为:浓度25.0mmol·L-1的EDTA溶液,投加速率20 m L·h-1、初始p H为4.2、钯负载率0.050%、温度30.0℃、搅拌速率200 r·min-1,反应210 min,20.0 mg·L-1的2,4-D几乎可完全转化为PA;42,4-D催化脱氯的中间产物主要是2-氯苯氧乙酸及微量的4-氯苯氧乙酸,最终产物为苯氧乙酸.     

氯酚溶液的γ辐照还原降解研究

氯酚由于氯取代基产生的诱导效应,使其容易受到亲核粒子的攻击而被还原降解.通过测定γ辐照前后氯酚母体、Cl-离子以及反应中间产物的浓度变化,研究了4种氯酚水溶液(4-CP、2-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP)与水合电子ea-q反应的降解脱氯过程.结果表明,在水合电子ea-q还原体系中,4种氯酚的降解脱氯顺序依次为:2,4,6-TCP>2,4-DCP>2-CP>4-CP,多氯酚比单氯酚容易降解脱氯,邻位上的氯原子要比对位上的氯原子更容易去除,苯酚和Cl-是氯酚反应降解的最终产物.另外,4种氯酚的降解和脱氯过程皆遵循一级反应动力学特征,4-CP、2-CP、2,4-DCP和2,4,6-TCP的降解反应常数分别是0.154、0.253、0.750和1.188 kGy-1,脱氯反应常数分别为0.137、0.219、0.251和0.306 kGy-1.     

Fe~0催化还原转化水中CCl_4的实验研究

通过在Fe0表面化学沉积Cu、Ag、Pd、Ni构建了Cu/Fe、Ag/Fe、Pd,Fe、Ni/Fe多种双金属催化还原体系.通过序批实验研究了水体中毒性污染物CCl在Fe0以及上述双金属催化Fe0体系中的还原脱氯.结果表明,CCl4在上述5种Fe0还原体系中都能发生快速还原脱氯反应,Cu、Ag、Pd等催化剂的加入能明显提高反应速率.还原脱氯反应服从准一级反应动力学方程,CCl4水溶液在Fe0、Cu/Fe、Ag/Fe、Pd/Fe、Ni/Fe 5种还原体系中的反应速率常数分别为0.039 3、0.092 5、0.158、0.049 6和0.053 3 min-1.使用GC/MS分析了CCl4在各种还原体系中的还原脱氯产物,探讨了水体中CCl4还原脱氯降解的反应途径和可能中间产物.CCL4在不同反应体系中不但反应速率不同而且降解产物也不相同,在Cu/Fe、Ag/Fe体系产物以三氯甲烷、二氯甲烷为主,而在Pd/Fe体系主要为甲烷.逐步氢解是CCl4在Fe0还原体系中发生还原脱氯反应的最主要途径.     

乳化纳米铁(EZVI)强化地下水氯代烃还原脱氯

对氯代烃污染地下水进行厌氧微生物还原脱氯时,存在微生物驯化时间长、pH值持续降低、有毒中间产物累积等限制修复效率的问题,为解决上述问题,本课题组制备了一种乳化油(EVO)包覆纳米零价铁(NZVI)的修复试剂,即乳化纳米铁(EZVI),其可以抑制NZVI钝化,增强反应速率并促进厌氧微生物脱氯反应.通过静态批实验探究了EZVI与三氯乙烯的反应动力学及EZVI对四氯乙烯(PCE)还原脱氯的中间代谢产物,并阐明了该过程机理.结果表明EZVI可以有效延缓NZVI钝化、提高反应活性,反应符合一级反应动力学,k_obs=0.182d^-1;EZVI还原PCE可以减少中间产物二氯乙烯的积累,10天内去除PCE达到97.2%,比EVO还原体系提高了68.9%;反应过程中pH值保持在6.5~7.5,ORP值在-50~10mV,提供了良好的还原环境,有效促进了厌氧微生物脱氯反应进行.     

水泥熟料对模拟烟气中SO2和HCl的脱除特性

干法水泥窑协同处置城市生活垃圾,因其具有反应温度高、改造成本低、综合处理效果好、无二次污染等优势,得到世界各国普遍重视。利用固定床吸附实验装置,在700~1000℃温度下研究了水泥熟料对模拟烟气SO₂和HCl脱除特性影响,结合吸附剂及其吸附产物的理化特性初步分析了SO₂和HCl脱除机制。结果表明:1)在700~1000℃下,SO₂和HCl单独存在时,水泥熟料对SO₂脱除效率随着温度升高迅速提高,其最大SO₂单位吸附量可达到4.9 mg/g,与此相反,水泥熟料对HCl脱除效率则随着温度的升高而不断降低,当温度由700℃升高到1000℃时,HCl单位吸附量由8.40 mg/g降低至4.8 mg/g; SO₂或HCl的初始吸附速率由其组分浓度决定,熟料对HCl的吸附速率显著高于其对SO₂吸附速率。2)SO₂和HCl同时存在时,在相同吸附温度下,水泥熟料脱除HCl性能稍有降低,但总体影响不大;与此同时,HCl能够显著增强水泥熟料对SO₂的脱除能力和吸附反应速率,700,1000℃下,SO₂单位吸附量由1.8,4.9 mg/g分别提高到4.5,7.8 mg/g。水泥熟料及反应产物中Cl-迁移性是造成上述结果的主要原因。该研究结果为利用干法水泥熟料吸附城市生活垃圾焚烧烟气新协同处置工艺的工业应用提供了参考。     

Stone degradation due to dry deposition of HCl and SO2 in a laboratory-based exposure chamber

The role of the gaseous pollutants, HCl and SO₂, has been investigated in a laboratory-based atmospheric flow rig. Using an HCl level of 25 ppm at a pollutant bulk presentation rate 10 times that found typically outdoors, a degradation acceleration factor of about 20 times was obtained, together with realistic degradation products. HCl was found to be a more reactive gas than SO₂, which was also studied at the 25 ppm level. This may be due either to factors involved in the adsorption of the gases on to the stone surfaces, or the extensive solubility of HCl, or the requirement of an extra step in the conversion of SO₂ to sulphate, which would limit the overall reaction rate. The soluble degradation product CaCl₂ is readily washed off the stone allowing continuous reaction, while the relatively insoluble CaSO₄.2H₂O can remain on, or in the stone surface regions and may inhibit or affect further reaction with SO₂.The reaction of limestone with HCl gas is mass-transport limited and greater material losses arise in locations of higher HCl concentration and deposition velocity, i.e. a close-to-source effect is highlighted due to its high solubility and reactivity, but the HCl concentration is, of course, generally about one-fiftieth of that of SO₂ outdoors. For SO₂, with lower solubility and a necessary oxidation stage to form SO₄²⁻, comparatively high deposition velocities are applicable more widely from the source. The consequences include a widespread formation of relatively insoluble CaSO₄.2H₂O and consequent crust development.     

固定床PVC燃烧脱氯的机理和试验

研究垃圾组分PVC在焚烧过程中HCl的排放和脱除特性的实验在准等温、电加热的水平石英管反应器中进行.随着床温从700℃升高到900℃,HCl的转化率从82.5%平缓增加到88.3%,而过量空气系数的增加促使部分HCl转化为C1₂(1.9%～4.5%)的形式存在.钙基吸收剂CaCO₃,Ca(OH)₂,Ca(CH₃COO)₂对HCl的脱除效率高达68%～79%,而镁基吸收剂的脱氯效率却低于3%.小的吸收剂粒径、高的Ca/Cl比会促进脱氯效率的提高;烟气中CO₂和H₂O对脱氯效率的影响与它们在反应平衡中所起作用有关.高温下燃烧固氯机理反应的平衡常数的计算不仅诠释了实验结果,而且提供了脱氯吸收剂选择的依据.     

扩散渗析—电渗析法回收盐酸酸洗废水中的酸和铁

为了达到盐酸酸洗废水＂零排放＂的要求,采用扩散渗析—电渗析联合工艺技术,进行回收酸洗废水中的盐酸和铁的试验研究。考察了扩散渗析装置料液进水流量、蒸馏水与酸洗废水流量比、电渗析装置阴极室进水pH值、阴极室和阳极室进水流量和槽电压对酸洗废水中盐酸和铁回收效果的影响。结果表明,用不锈钢作阴极,自制改性Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极作阳极,采用DF120型均相阴离子交换膜,当扩散渗析装置料液进水流量为0.35L/h,维持蒸馏水与酸洗废水流量比为1,电渗析装置阴极室进水pH值为2.50,阴极室和阳极室进水流量为0.06L/h,槽电压为10V时,回收盐酸浓度平均为0.2mol/L,盐酸回收率平均为66.7%;出水中Fe2＋浓度平均为99.5mg/L,铁回收率均可达到88%。     

Behavior and control of chlorine in dyestuff residue incineration

Dyestuffresidue, a type of hazardous waste, is incinerated in the tubular furnace, and thermodynamic equilibrium model is used to calculate and analyze the chlorine behavior. The HCI emission and its effects on the behaviors of heavy metals are studied. Meanwhile, the effects of three dechlorine reagents are predicted at a high temperature. Results show that HCI emission is dependent on incineration temperature. The HCl evaporated mainly derives from the organic chlorine. Under the working condition of 500-- 900℃, the main products of rig, Pb, Cu, Ni, Zn, and Mn in reaction with HCl are HgCl2 （g）, PbCl4（g）, PbCI2 （g）, （CuCl）3 （g）, NiCl2 （s）, NiCl2 （g）, ZnCl2 （s）, ZnCl2 （g）, Zn （g）, MnCl2 （s）, and MnCl2 （g）, respectively. Among the three dechlorine reagents, CaCO3 is optimal to remove chlorine at high temperature, little of HCl is released below 800℃, whereas Fe3O4 is unstable at high temperature.     

K2CO3改性类水滑石衍生复合金属氧化物吸附剂脱除HCl(g)性能

采用浸渍法对钙镁铝类水滑石进行K₂CO₃改性,并进一步焙烧获得复合金属氧化物吸附剂。在固定床实验系统上对K₂CO₃改性类水滑石吸附剂的高温脱除HCl（g）性能进行了研究,探究了K₂CO₃负载量、反应温度和初始HCl（g）浓度对其高温脱除HCl（g）性能的影响,通过X射线衍射（XRD）、比表面积及孔隙分析（BET）、扫描电镜（SEM）及热重分析（TG）对改性前后的类水滑石吸附剂进行了表征。结果表明:1）K₂CO₃改性后类水滑石吸附剂的脱除HCl（g）性能显著提高,K₂CO₃的最佳负载量为30%,过高的负载量会导致吸附剂的孔隙堵塞,吸附能力下降;2）在400~800℃的反应温度范围内,吸附剂的HCl（g）吸附容量在600℃时达到最高,为0.289 g/g;3）在不同HCl（g）浓度下吸附剂的脱除HCl（g）性能保持稳定;4）经500℃煅烧后吸附剂的比表面积和孔体积增大,平均孔径减小,吸附能力增强;负载K₂CO₃后类水滑石吸附剂的热稳定性有所增强。K₂CO₃改性后的类水滑石衍生吸附剂具有优良的高温脱除HCl（g）性能,为选择高效实用的高温HCl（g）吸附剂提供了参考。     

一种新型脱色剂的合成和应用

以壳聚糖、双氰胺为主要原料合成了一种新型、高效的脱色剂处理染料废水,该脱色剂对四种典型的染料的脱色率都接近90%。实验表明:当合成温度控制在50℃左右,壳聚糖结构单元:双氰胺物质量比为1∶2,反应pH为2,反应时间为3 h时,合成的脱色剂对染料废水的脱色效果为最佳。实验同时比较了壳聚糖的盐酸溶液与脱色剂加入到染料废水后的紫外光谱变化,发现脱色剂对染料废水的脱色率要远远高于壳聚糖的盐酸溶液。实验研究了合成的脱色剂对上虞污水厂废水的处理效果,发现其COD去除率比该厂使用的PAC提高20%以上。     

SCR气氛下Ce-W/TiO2催化剂的脱硝协同脱汞特性

在固定床反应器上研究了反应温度和烟气组分对Ce-W/TiO₂（物质的量比Ce：W=2：1）催化剂脱硝协同脱汞活性的影响.结果表明：反应温度对该催化剂的脱硝脱汞效率影响显著,在280~400℃温度区间,脱硝效率随温度升高而升高,而脱汞效率在温度为280℃与360℃的条件下较高,360℃时兼具最好的脱硝与脱汞效率.在SCR气氛中,HCl对Hg⁰的氧化脱除有极大的促进作用,低浓度的HCl也有利于脱硝效率的提高,但HCl浓度过高对NO的脱除有抑制作用;SO₂的存在对脱硝过程可起到促进作用,对Hg⁰的氧化有抑制作用.利用BET,XRD,SEM,TPD,XRF,NH3-TPD等分析手段对反应前后催化剂进行表征,结果表明：Ce-W/TiO₂无微孔结构,活性组分CeO₂和WO₃以高度分散的形式分布于载体表面.280℃条件下部分Hg以HgCl₂的形式吸附于反应后催化剂表面,随着反应温度的升高催化剂表面吸附态的汞急剧降低.SCR气氛中的HCl与SO₂会影响催化剂表面酸性,同时增加Cl和S元素含量,进而影响该催化剂的脱硝与脱汞效率.     

轧钢酸洗废液制备聚合氯化铁的工艺条件研究

利用轧钢酸洗废液制备出一种新型高效的无机高分子絮凝剂-聚合氯化铁,进行了合成条件研究。研究结果表明利用酸洗废液制备聚合氯化铁的反应条件:反应温度控制在常温,废液中二价铁与氧化剂氯酸钠的物质的量的比为1∶0.08,每100mL酸洗废液加入17 mL浓盐酸,反应时间在5 min。所制得的聚合氯化铁产品,总铁含量大于40%,盐基度为58.7%,密度为1.3g/mL。     

Mechanism of Hg oxidation in the presence of HCl over a commercial V2O5–WO3/TiO2 SCR catalyst

Experiments were conducted in a fixed-bed reactor containing a commercial V₂O₅/WO₃/TiO₂ catalyst to investigate mercury oxidation in the presence of HCl and O₂. Mercury oxidation was improved significantly in the presence of HCl and O₂, and the Hg⁰ oxidation efficiencies decreased slowly as the temperature increased from 200 to 400°C. Upon pretreatment with HCl and O₂ at 350°C, the catalyst demonstrated higher catalytic activity for Hg⁰ oxidation. Notably, the effect of pretreatment with HCl alone was not obvious. For the catalyst treated with HCl and O₂, better performance was observed with lower reaction temperatures. The results showed that both HCl and Hg⁰ were first adsorbed onto the catalyst and then reacted with O₂ following its adsorption, which indicates that the oxidation of Hg⁰ over the commercial catalyst followed the Langmuir–Hinshelwood mechanism. Several characterization techniques, including Hg⁰ temperature-programmed desorption (Hg-TPD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), were employed in this work. Hg-TPD profiles showed that weakly adsorbed mercury species were converted to strongly bound species in the presence of HCl and O₂. XPS patterns indicated that new chemisorbed oxygen species were formed by the adsorption of HCl, which consequently facilitated the oxidation of mercury.