硫同位素分馏中的生物作用及其环境效应

自然界中硫同位素组成变化范围较大(-65‰~+120‰)。许多环境过程可以引起硫同位素分馏,表生环境下微生物还原硫酸盐是最重要的硫同位素分馏过程。在≤50℃条件下,厌氧细菌使硫酸盐SO42-还原成H2S,后者与金属离子结合形成硫化物或直接从体系中逸出,这种硫循环过程是造成地球各层圈中硫的轻、重同位素变异的最主要原因。但生物成因的硫同位素分馏过程复杂,受诸多因素的限制。本文综述了由生物作用导致的硫同素分馏的发生机理和影响因素,以及生物硫循环所导致的环境效应。     

选择性催化氧化脱除煤气中硫化氢的研究

该文采用浸渍法研制了活性成分含量为3%4、%、5%的V2O5/Al2O3催化剂,采用选择性催化氧化法对H2S的脱除进行了研究。试验结果表明：当温度范围为60℃～180℃时,温度越高H2S的去除效率越高;当温度高于220℃时,温度越高SO2的生成量越大;活性成分含量越高,催化效果越好,H2S的去除率最高可达95.45%;气体的停留时间越长催化效果更好,且温度越低此种效应更明显;相同温度时,氧硫比越高催化剂选择性越差;相同氧硫比时,温度越高催化剂的选择性越差。同时,催化剂的X射线衍射分析以及催化剂的焙烧试验结果表明：三种不同活性浓度的催化剂均可促使H2S催化氧化为单质S。     

水蒸气作为催化剂处理H_2S气体的试验研究

目前国内外对较高浓度的H2S的治理主要是使用克劳斯法,但该方法虽几经改进,反应也要在200~400℃的条件下才能进行,治理费用较高。本研究采用水蒸气作催化剂,改变了SO2+2H2S=3S+2H2O的反应历程,使该反应在常温下就有显著的反应速度,在反应温度为50~60℃时,硫的转化率可达到90%左右,使H2S的污染治理技术取得了历史性突破。     

矿业污染土壤中还原态硫的测定方法探讨

铬粉还原法(SCr)常用于酸性硫酸盐土和河流底泥中还原态硫的测定,其能否应用于矿业污染土壤中还原态硫的测定还有待检验.选取矿渣污染土壤和未污染土壤,添加不同浓度的黄铁矿培养15 d后采用SCr法测定其消化时间和土壤预处理方法的回收率.研究表明:SCr法可应用于矿业酸化土壤中还原态硫的测定,消化时间达到20 min时,不同含硫浓度的处理中还原态硫回收率在95%-105%之间.说明消化20 min即可满足SCr法测定还原态硫的要求.不同预处理方法的比较表明:采用80℃快速风干处理和真空冷冻干燥处理,土壤样品的还原态硫回收率均能达到满意的要求,而采用传统的自然风干处理会使土壤还原态硫的测定结果偏低.因此,测定矿山污染土壤的还原态硫时,可以采用真空冷冻干燥处理或80℃快速风干处理.消化时间为20 min即可.     

硫酸盐还原菌的分离和生理特性研究

从受氯碱化工废水严重污染的湖北鸭儿湖1号氧化塘底泥中分离获得了硫酸盐还原菌,研究了其生理特性以及温度、pH、盐度、Fe2+和硫化物等环境因子对其的影响。结果显示,该硫酸盐还原菌营厌氧生活,革兰氏染色呈阴性,可以乳酸钠为碳源(电子供体),硫酸盐等为硫源(电子受体),该过程中有H2S的产生。该菌在35℃、pH7.0、0.7%的盐度、0.5g/LFe2+和不含硫化物等条件下,达到最佳生长状态。     

多孔介质内H2S贫氧燃烧制氢数值模拟

为探索H2S在多孔介质内超绝热缺氧燃烧裂解制氢的机理,采用流体力学数值模拟与化学动力学研究相结合的方法,使用一个17组分、57步的复杂化学反应机理,模拟了H2S在直径为3 mm的Al2O3圆球堆积的多孔燃烧反应器内的缺氧燃烧制氢过程,模拟结果与试验数据基本吻合.模拟结果显示:富燃条件下,多孔介质内H2S的燃烧温度超过了绝热燃烧温度,为H2S的裂解制硫、制氢提供了高温环境,H2S部分裂解生成单质硫和氢气,从而实现了对硫化氢中的硫和氢同时利用的目的.     

用硫酸盐还原菌去除废水中锑的实验研究

用硫酸盐还原菌(SRB)去除模拟废水中的Sb,对比不同pH值、温度及Sb初始浓度的去除效果和不同反应时间内各因子(Sb、SO42-、pH、Eh及OD)的动态变化。结果表明:反应的最佳pH范围为6.0~7.0,温度范围为30~35℃,去除率均可达到90%以上。随着SRB的繁殖,溶液的pH值升高,SO42-被还原为H2S,导致SO42-及Eh降低。Sb(Ⅴ)被还原为Sb(Ⅲ),Sb(Ⅲ)再与H2S反应生成Sb2S3沉淀,这一机制使得溶液中Sb被去除。     

模拟煤环境中几种无机硫的热分解行为

采用活性焦作为构造煤大分子网络的基质,将无机硫(黄铁矿、硫酸亚铁)混合于其上,形成模拟煤的环境.利用程序升温热解-火焰光度检测器或质谱联用(TPD-FPD/MS)技术和X-射线吸收精细结构(EXAFS)光谱对比研究了FeS₂、FeSO₄在活性焦上及纯态下热分解过程中硫逸出的动态特征及结构变化.结果表明:担载于活性焦上FeSO₄的分解主要发生在200℃～500℃,而纯态FeSO₄的分解温度范围为450℃～600℃,说明活性焦的存在使其分解温度显著降低,且硫的逸出情况更为复杂.黄铁矿与活性焦的物理混合并没有使FeS₂的分解温度降低,但对其分解程度有一定的影响,并与热解气氛密切相关;温度高于400℃后FeS₂分解的硫开始大量逸出,在550℃左右基本失去结构中与铁配位的第2层硫原子而形成FeS.     

油田企业生产过程硫化氢危害及预防

油气产品中含有一定的硫组分,油田企业在进行油气开采、储运、处理等过程中经常遇到自然产生的H2S或生产过程中产生的H2S,介绍了H2S的特性及对人员和生产设备的危害性,分析了H2S存在于油田企业生产过程中的各个环节,提出了预防措施.     

回收氢气和硫的新工艺

美国Argonne国家试验室的科学家已开发出微波引发硫磺和氢气自溶工艺(MISHA),用于从H2S中回收氢气和硫。即从工艺物流中分离出的H2S送到高压的微波反应室中,产生高纯度的液硫产品,以及H2与未转化H2S组成的混合气流。分离出剩余的H2S,并返回微波步骤再处理。产生的氢气可用于炼厂加氢脱硫,硫可以销售。Argonne正寻求合作者放大该技术,并使之工业化。回收氢气和硫的新工艺@刘剑平     

拜尔法赤泥精细还原实验研究

用精细还原方法对拜尔法赤泥进行了处理,以铁氧化物的还原度为考察指标,取其影响因素及变化范围为:赤泥颗粒平均尺度1.24~2.43μm、气态还原剂CO-H2、还原温度700~1 000℃、还原时间2~4 h。研究结果表明,还原温度对还原度的影响最为显著,其他因素影响不显著;最佳还原工况为:还原温度1 000℃、赤泥颗粒平均尺度1.236μm、气态还原剂为H2,还原时间4 h;在最佳工况条件下进行还原,还原度高达99%以上;精细还原过程中赤泥颗粒间未发生烧结,有利于采用物理方法将铁元素与其他杂质元素进一步分离;分离铁以后的尾渣可用于炼钢用脱硫渣。     

硫磺回收装置尾气处理

在石油上业中,净化天然气和炼厂气普遍采用克劳斯(claus)法回收硫磺。其总反应式为2H_2S O_2=2S 2H_2O。在克劳斯催化反应器中,125℃时 H_2S 转化率接近100%。然而在通常所采用的温度下,硫收率却受热力学平衡的影响。要使硫收率达到99%以上,采用的温度必须低于硫的露点温度。但这样,硫将凝结在催化剂表面上使其活性降     

铅锌硫化矿浮选废水及尾矿库外排水中VOSCs的组成特征及其来源解析

利用臭氧氧化技术对铅锌硫化矿浮选过程各单元作业废水及尾矿库外排水进行处理,根据硫酸根离子浓度增量计算废水中低价态硫(价态小于+6)浓度.采用吹扫捕集-气相色谱质谱联用仪(PTC-GC/MS)检测浮选药剂(丁基二硫代碳酸钠(n-BX)、二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)、腐殖酸钠(SH)、松醇油)水溶液的自然降解产物、尾矿库进水及外排水中的挥发性有机硫化物(VOSCs).结果表明,尾矿库主要进水水源中低价态硫浓度为112 mg·L-1,其中,二硫化碳(CS2)在检测组分中所占相对比例为35.60%,是主要的VOSCs物质.各单元作业中浮选作业工段加入大量浮选药剂,浮选药剂水溶液自然降解产物中均检出CS2,而用药量最大的n-BX(C5H9Na OS2)自然降解产物中CS2相对比例最高(80.33%),因此,n-BX是浮选废水中VOSCs主要药剂来源.尾矿库外排水中低价态硫浓度为22 mg·L-1,其中,VOSCs物质主要有3,6-二甲基-1,2,4,5-四硫环己烷(C2H4S4)、N-巯基-甲酰胺(CH2SNO)和2-甲基-3-噻唑啉(C4H7NS),尾矿库外排水中C2H4S4所占相对比例为22.59%,是主要VOSCs物质.尾矿库水体中微生物通过消耗CS2生成C2H4S4进行新陈代谢.本研究结果可为铅锌硫化矿浮选工艺改进和安全排放提供参考.     

硫化氢泄漏应急演练的组织与尝试

在石油炼制过程中,职工接触高浓度H2S的机会非常多,在催化裂化、加氢裂化、制硫、脱硫等装置的石油气、酸性气和废渣中都含有不同浓度的H2S,在生产、储运和检维修过程中随时都有发生H2S中毒的可能.因此,如何组织H2S泄漏的应急演练显得十分重要,本文介绍了一种组织H2S泄漏演练的方法.     

烟煤地下气化过程中硫的转化规律研究

在烟煤炭地下气化模型试验的基础上,研究了气化炉温度、气化工艺等对硫转化的影响;在纯氧气化工艺条件下,煤气中含硫气体的形态和含量主要受温度的影响,产生的H2S浓度在600～700℃达到最大值为7400mg·m-3,SO2在1000℃时达到最大值为270 mg·m-3.在纯氧-水蒸气工艺阶段,煤气中的含硫气体形态主要受煤气中氢气含量的影响,但在纯氧-水蒸气工艺后期,含硫气体量又转变为温度的函数.煤炭地下气化过程中,煤中的硫大部分以含硫气体的形式分布在煤气中;只有小部分硫分布在灰渣、焦油和冷凝水中.     

镍铝复合金属氧化物电极电吸附去除水中硫代硫酸根研究

水滑石是一种高效的电吸附材料,可用于工业废水中硫代硫酸盐的去除.硫代硫酸盐(S2O2-3)是废水中主要含硫污染物.本研究采用共沉淀法,在泡沫镍基体上成功合成了Ni Al-LDHs,并经煅烧成功转化为Ni Al-LMO电极.NiAl-LMO电极电化学性能稳定,可逆性好,比电容可达577F·g-1.NiAl-LMO电极在外加电压为1. 0 V、p H为7、温度40℃时,对S2O2-3电吸附效率最高达60.9%,施加相反电压后S2O2-3电脱附率达84.9%.本研究为含S2O2-3废水处理提供了新的电吸附电极材料和技术选择.     

太湖蓝藻聚集区沉积物硫形态的时空变异特征

以太湖竺山湾蓝藻聚集区沉积物为对象,通过季节性采样,借助硫形态提取与硫同步辐射技术(S-XANES),对沉积物内硫形态分布特征进行研究.结果表明,沉积物中硫分布具有明显的季节性波动特征,夏季沉积物中还原性硫含量要显著高于春季.硫形态提取结果显示,聚藻区沉积物中酸可挥发性硫、黄铁矿硫的平均浓度分别是非聚藻区的12.7、4.16倍,表明蓝藻聚集有利于还原性硫的产生.S-XANES分析结果也表明聚藻区沉积物内Fe S、Fe S2和ES的平均百分比含量明显高于非聚藻区.结合对比两种硫分析方法,可以发现聚藻区内强还原环境会使沉积物中硫优先还原为硫化亚铁,有利于向稳定态铁硫化物黄铁矿的转化.聚藻区沉积物内腐殖质硫(HS+FS)的平均含量是非聚藻区的1.53倍,且以硫醇、硫醚等还原态有机硫为主.上述研究表明,聚藻区沉积物中还原性硫和有机硫组分的含量均明显高于非聚藻区,可能是导致水体黑臭事件发生的主要诱因之一,应加大对聚藻区沉积物的治理.     

SO2对Ag/Al2O3催化剂上CH3OH还原NO性能的影响

用溶胶-凝胶混合法制备了Ag负载量为5%的Ag/A12O3催化剂.研究了富氧条件下,SO2对CH3OH在催化剂上还原NO性能的影响.结果表明,反应气不含SO2和H2O时,NO还原活性温度较低,有显著量N2O生成,这被归因为反应过程中,部分氧化态Ag被还原为金属Ag.添加SO2或同时添加SO2和H2O使催化剂活性显著增加,N2O形成受到抑制,而且活性峰值温度提高.XPS分析表明SO2作用后的催化剂表面形成了硫酸盐化合物.     

硫化物型自养反硝化中NO_2~--N与S~0的积累条件

厌氧氨氧化所需的电子受体NO2--N可由亚硝化过程获得也可由半反硝化过程获得。对于含有NO3--N的废水,可通过以S2-为电子供体的自养反硝化过程把NO3--N还原为NO2--N。文章从pH值、S/N摩尔比、硫化物浓度、HRT、COD等方面,探讨以S2-为基质的硫自养反硝化中NO2--N与S0的积累条件,为硫化物型自养反硝化-ANAMMOX工艺提供理论依据。     

Mn-Ce-Fe/TiO2低温催化还原NO的性能

采用浸渍法制备了Mn-Ce-Fe/TiO2.研究了其组分配比、焙烧温度等制备条件和NO进口浓度、空速、O2含量、NH3/NO摩尔比等操作条件对Mn-Ce-Fe/TiO2 NH3低温还原NO活性的影响,并探讨了H2O、SO2对Mn-Ce-Fe/Ti O2活性的影响.结果表明,Mn:Fe:Ce摩尔比为5:2:4、500℃下焙烧的Mn-Ce-Fe/TiO2在无H2O、SO2,NO体积分数为0.1%,空速为5000h～,反应温度为130℃、O2含量为6%、NH3/NO摩尔比为1.1的条件下,NO转化率接近98%,Fe的加入大大提高了催化剂的单独抗水和同时抗硫抗水性能,130℃下,体积分数10%的H2O对该催化剂的活性基本没有影响,转化率保持在96%以上;通硫、水后的400min内,活性仅下降3%.单独通人S02时,该催化剂中毒程度较深.该催化剂有望应用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NO,工业废气的低温脱硝.