回收法氧化镁湿法烟气脱硫机理和工艺基础研究

以氧化镁浆液作为吸收液,对空气与SO₂混合气的鼓泡吸收做了全过程的实验观察.测试分析表明,在高效而稳定的脱硫过程中,吸收液的酸化是由HSO₃^-所致;酸化趋势与SO₂水解规律相一致,由初期高pH值下SO₃^2-为主的缓变到低pH值下HSO₃^-为主的剧变;吸收液温度对脱硫率的影响不敏感;MgSO₃相对高的溶解度和易氧化性及MgSO₄良好的水溶性保持了MgO脱硫的高效率(>98%)和高利用率.燃煤烟气脱硫工业试验确认了MgSO₄经吸收液循环可提浓至实验温度(40～50℃)下的饱和浓度而不产生有害影响,脱硫率因脱硫活性物质的富集反而提高,从而显示出回收工艺的技术经济可行性.     

废大理石粉湿法烟气脱硫工艺实验

实验研究了废大理石粉作为脱硫剂的湿法烟气脱硫工艺,分析了其吸收SO₂的传质反应机理.试验了不同液气比(L/G)、吸收浆液pH值和进气SO₂浓度等主要参数对脱硫率的影响,并对实验结果进行了分析.结果表明,选择以下操作条件较为适宜:pH₀=5.5～6.5,L/G=3L/m³,a=2%;以上工艺条件下,在进气SO₂浓度为1000ml/m³时,脱硫率达60%以上.本文还讨论了废大理石粉作为脱硫剂的工业应用前景.     

加压条件下石灰石的脱硫反应研究

对石灰石在加压条件下的脱硫反应进行了实验研究。实验采用加压热重分析（PTGA）法,得出了加压时石灰石脱硫反应转化率数据。当压力为1.15MPa时,转化率在30.5％～45％之间。测定了加压条件下反应温度、SO₂浓度和石灰石品种对CaCO₃转化率的影响并建立了反应数学模型并由模型计算了脱硫反应动力学参数。最后对反应机理进行了分析。     

溴代甲烷在SO42-/TiO2上的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了SO₄^2-/TiO₂催化剂,运用XRD、BET比表面测定,FTIR等技术对催化剂进行了表征,并在微型常压连续反应装置上进行CH₃Br光催化反应性能考察.结果表明,SO₄^2-引入TiO₂体系使得催化剂的结构和光催化性能得到显著改善.SO₄^2-负载量为9%,烧结温度为450℃时,SO₄^2-/TiO₂催化剂的光催化活性最高;SO₄^2-/TiO₂催化剂对反应物料中的水汽有很好的耐受性;当反应温度低于85℃时,提高反应温度,有利于改善对CH₃Br的光催化反应活性,表观活化能约为19.6kJ·mol^-1,反应温度在85℃～105℃区间时,CH3Br的光催化降解表观活化能为0.     

微生物法液相氧化SO2

通过对酸性水溶液、含Fe³⁺水溶液、含Fe²⁺水溶液、细菌菌液和细菌培养基水溶液脱除二氧化硫的实验,探讨了微生物液相氧化二氧化硫的途径.以液相中SO₄^2-浓度考察了Fe³⁺浓度、Fe²⁺浓度、进口SO₂浓度以及温度对脱硫成酸的影响.微生物脱硫有2种机制:一是直接氧化作用,即氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)将S(IV)氧化成S(VI);二是间接催化氧化,氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下具有快速氧化Fe²⁺成Fe³⁺,增强Fe³⁺对SO₂的液相催化氧化能力,研究表明微生物脱硫以间接催化氧化为主.在浓度0～1.2g/L之间,Fe³⁺和Fe²⁺浓度越高,脱硫效果越好,氧化亚铁硫杆菌表现出对Fe³⁺/Fe²⁺体系氧化SO₂的强化效果.入口SO₂浓度越高,细菌脱硫效率越低,但液相中SO₄^2-浓度随进口SO₂浓度增加变化不大.温度对微生物脱硫影响较大,最佳脱硫温度为30～40℃.     

贵州省务川汞矿区土法炼汞过程中汞释放量的估算

通过对酸性水溶液、含Fe³⁺水溶液、含Fe²⁺水溶液、细菌菌液和细菌培养基水溶液脱除二氧化硫的实验,探讨了微生物液相氧化二氧化硫的途径.以液相中SO₄^2-浓度考察了Fe³⁺浓度、Fe²⁺浓度、进口SO₂浓度以及温度对脱硫成酸的影响.微生物脱硫有2种机制:一是直接氧化作用,即氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)将S(IV)氧化成S(VI);二是间接催化氧化,氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下具有快速氧化Fe²⁺成Fe³⁺,增强Fe³⁺对SO₂的液相催化氧化能力,研究表明微生物脱硫以间接催化氧化为主.在浓度0～1.2g/L之间,Fe³⁺和Fe²⁺浓度越高,脱硫效果越好,氧化亚铁硫杆菌表现出对Fe³⁺/Fe²⁺体系氧化SO₂的强化效果.入口SO₂浓度越高,细菌脱硫效率越低,但液相中SO₄^2-浓度随进口SO₂浓度增加变化不大.温度对微生物脱硫影响较大,最佳脱硫温度为30～40℃.     

软锰矿微生物催化氧化烟气脱硫

利用软锰矿与微生物联合催化氧化烟气SO₂.分别选取氧化亚铁硫杆菌（T. ferrooxidans菌）和锰氧化细菌,研究微生物对SO^2-₃的氧化性能和恢复体系中Mn（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的活性性能.采用紫外线诱变法,选育出了对SO^2-₃和Fe²⁺转化效率高T. ferrooxidans菌的优势菌株,对Fe²⁺的完全氧化时间缩短为约24 h.通过分析细菌与软锰矿联合催化氧化脱除SO₂的脱硫效率变化、液相中SO^2-₃离子的变化,以及二者的关系,探讨了细菌在软锰矿脱硫体系中所起的作用,并用透射电子显微镜观察了反应前后锰氧化细菌的形态变化.结果表明Fe²⁺与T. ferrooxidans菌共同存在时,T. ferrooxidans菌对SO₃^2-的转化速率可达到0.015?3　g/(L·min),优于化学氧化.T. ferrooxidans菌和锰氧化菌联合软锰矿脱硫实验结果表明,细菌对软锰矿脱硫存在强化作用;锰氧化细菌促进脱硫存在适应期,T. ferrooxidans菌和锰氧化菌存在协同效应,微生物可以完成铁锰催化剂的再生循环.     

微生物脱硫工艺条件的研究

通过对比酸性水溶液、含Fe³⁺的酸性水溶液及细菌菌液脱除SO₂的效果,研究了Fe³⁺浓度、pH值和通气时间变化对脱硫率的影响.实验表明:酸性水溶液中SO₂的吸收仅为物理吸收;Fe³⁺能催化氧化SO₂,这种催化氧化效果随着Fe³⁺浓度的升高、pH值的增大而变得明显(pH值2.0、Fe³⁺1.5g/L时,通气时间近170min,脱硫率仍高达90%);细菌菌液脱硫的效果同样受Fe³⁺浓度、pH值的影响;氧化亚铁硫杆菌不仅具有氧化Fe²⁺的能力,还具有氧化S(Ⅳ)的能力,在Fe³⁺浓度1.5g/L,pH值1.5时效果最为明显.     

新型低温Fe/AC脱硫剂的研究

将活性焦担载氧化铁制得Fe/AC脱硫剂用于烟气脱硫,在最经济的烟气脱硫温度窗口(120℃～250℃)显示出高的脱硫活性.考察操作条件对其脱硫活性的影响,并借助EXAFS和TPD表征技术对其内在原因进行探讨.Fe/AC脱硫剂在排烟温度下用于脱硫,其活性明显优于活性焦和纯Fe₂O₃,且载体炭无氧化烧损.Fe/AC吸硫后形成2种含硫物质:H₂SO₄和Fe₂(SO₄)₃,H₂O和O₂的存在可增加Fe/AC对SO₂的吸附硫容.由高比表面活性焦制得的Fe/AC有更高的脱硫活性,这源于活性组分Fe₂O₃在其上良好的分散性.Fe/AC用于脱硫应在适宜空速[(800L/(kg·h)]下操作.     

典型超低排放燃煤电厂可凝结颗粒物特征和成因

燃煤电厂排放的可凝结颗粒物（condensable particle matter,CPM）由于其潜在的大气环境影响引起广泛关注,而目前对于燃煤电厂CPM的特征和成因尚不清楚.本研究通过稀释间接法收集了超低排放改造后的典型燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫（wet flue gas desulfurization,WFGD）入口/出口和湿式静电除尘（wet electrostatic precipitator,WESP）出口位置的CPM,并对其进行重量分析和水溶性离子分析,同时测量了可能的CPM气态前体物浓度.结果表明,烟气中CPM的主要气态前体物为HCl、HNO₃、SO₃和NH₃等.烟气温度降低后,这些气态前体物通过冷凝或化学反应形成CPM.所形成CPM主要化学组分包括SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-和NH₄⁺等水溶性离子.WFGD和WESP可以降低CPM气态前体物的浓度,进而减少CPM排放,经过WFGD和WESP后CPM浓度的平均下降比例分别为27%和45%.此外,稀释降温后烟气中的SO₃非均相冷凝在已有的颗粒物表面上,导致颗粒物中的SO₄^2-增加,同时Cl^-和NO₃^-减少,致使最终排口处CPM的水溶性离子组分主要为SO₄^2-.     

石灰石中微量杂质对其脱硫活性的影响研究

石灰石的活性对湿法烟气脱硫工艺具有重要意义。采用间歇式硫酸消溶的方法，分别研究了石灰石中各微量杂质浓度对石灰石活性的影响，就其影响结果及其影响机理进行了理论分析，并用拟合曲线的方法预测各种杂质成分的影响程度。结果表明，二氧化硅和氧化铁的含量在一定范围内能提高石灰石的活性，超过此范围将使其活性降低，而氧化镁的存在能大幅提高石灰石的活性，氧化铝对石灰石活性影响不大。     

改性粘土矿物的制备及其对水体中二氯喹啉酸的吸附研究

采用固-液吸附法,以天然钙基蒙脱石为原料,硫酸和十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性剂,制备了3种改性蒙脱石,并借助X-射线衍射、比表面积全分析及有机碳含量测定对所得的改性蒙脱石进行表征.结果表明,先酸化后再进行有机改性所得的改性蒙脱石(AHM)不仅具有较大的比表面积、层间距,而且有机碳含量是最高的.同时,采用批量平衡实验比较了这3种改性蒙脱石和天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附能力.结果表明,天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最小,不足5%,而先酸化再进行HDTMAB改性所得的改性蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最高,其对二氯喹啉酸的吸附容量约为天然蒙脱石的20倍.二氯喹啉酸在这种改性蒙脱石上吸附速率很快,吸附平衡时间为2 h,吸附动力学满足准二级动力学方程,吸附等温线可用Linear和Freundlich模型较好地拟合.     

改性柠檬渣的结构特征及其对Cu2+的吸附性能

为研究柠檬渣对污水中Cu2+的吸附性能,利用H₂SO₄与NaOH对柠檬渣进行改性制备吸附剂,并采用响应曲面法对制备工艺进行了优化. 测试了吸附剂的比表面积、孔容与孔径等性能,并利用红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、电镜(SEM)和能谱(EDS)对吸附剂进行了表征. 通过响应面法优化后的最佳改性条件:H₂SO₄改性后的炭化温度为80 ℃,NaOH改性后的炭化温度为90 ℃,w(NaOH)∶w(H₂SO₄)为0.3.改性后的柠檬渣较原柠檬渣比表面积由88.3 m2/g增至392.2 m2/g,灰分率降低了90.7%,碘吸附值提高了近5倍,孔径分布主要是中孔;柠檬渣属于无定型结构,改性后的柠檬渣有CC生成,形成了芳香烃,表面形成了密集的孔;改性后柠檬渣主要由碳元素组成,从而能有效吸附Cu2+,对Cu2+的吸附率能达到85.3%. 由红外分析可知,改性后的柠檬渣吸附Cu2+后3 804 cm-1处的吸收峰消失,说明Cu2+取代了这个吸收峰所代表的官能团及部分O—H中的H+.      

添加剂强化石灰石湿法烟气脱硫实验研究

以Na₂SO₄和MgSO₄等无机盐添加荆加入石灰石浆液中,测定了不同浆液中CaCO₃溶解度.结果表明,Na₂SO₄和MgSO₄均能提高CaCO₃溶解度,其中Na₂SO₄的促溶效果更好.通过平流泵定量滴定稀硫酸溶液,测定了不同浆液组成的CaCO3溶解速度.结果表明,加入0.05 mol/L柠檬酸钾可使浆液中生成柠檬酸,从而提高CaCO3的溶解速度,并增强浆液缓冲能力,其强化效果优于Na₂SO₄和MgSO₄.在配有无机盐添加剂的浆液中通入由N2和SO2模拟的含不同ρ(SO₂)的烟气(ρ(SO₂)为2000～3 000mg/m3),分别研究了SO₂吸收率随着初始pH,通气时间和浆液成分的变化规律.结果表明,在浆液中加入0.05 mol/l的Na₂SO₄或MgSO₄,可以强化CaCO₃溶解和SO₂吸收,同时可以增强浆液的缓冲能力.      

粉煤灰对脱硫用石灰石溶解特性的影响研究

石灰石-石膏湿法烟气脱硫是我国广泛应用的脱硫技术,其中石灰石（CaCO3）活性对优化脱硫装置的设计,降低脱硫成本,提高脱硫效率显得尤为重要。通过实验对CaCO,活性进行了研究,在固定pH值的条件下,采用酸滴定CaCO3浆液的方法,研究了不同pH值以及粉煤灰对CaCO3溶解率的影响。结果表明,在所测的pH值范围内,较低的pH值有利于CaCO3的溶解,pH值每降低0．5,CaCO3的溶解率增加8％左右。但为了保持吸收溶液的脱硫效果,一般选择pH值=5．0～5．5之间。粉煤灰对石灰石硫酸溶解的影响较小,初始2h内粉煤灰对CaCO3的溶解有较大的促进作用,2h后变为微弱的阻碍作用。     

控制氧化对湿法烟气脱硫过程的影响研究

在喷射鼓泡反应器上进行了控制氧化对湿法烟气脱硫过程的影响研究,测定了脱硫率η和pH随时间t的变化规律,得出了η与t的回归式及η与pH值的关系规律,讨论了不同曝气强度及抑制剂浓度对CaCO3利用率α、pH值及脱硫率η的影响。实验表明强制氧化及抑制氧化均能提高脱硫效率η及CaCO3利用率α,但对浆液pH值的影响正好相反,强制氧化使浆液pH值下降的更快,而抑制氧化则使浆液pH值有所提高。     

天然及甲酸改性沸石对沙门氏菌K533吸附作用的影响

采用甲酸对天然沸石改性,通过测定其比表面积和XRD图谱评定其结构变化;并在不同浓度的K+、Cu2+、HPO42-存在条件下,比较了天然沸石及改性加工后对沙门氏菌K533的吸附性能.结果表明:天然沸石经甲酸改性后,BET比表面积增加;由XRD图谱可见,改性沸石表面杂质减少;在离子浓度相同的条件下,改性沸石对沙门氏菌K533的吸附量极显著高于天然沸石(P<0.01),且在一定离子浓度范围内,天然沸石、改性沸石的吸附量随离子浓度的增加而增大.综上所述,甲酸改性沸石对沙门氏菌K533的吸附性能优于天然沸石.     

雨水管道沉积物中典型无机氮的干期粒径分布

以南京江北新区分流制雨水管道沉积物为研究对象,考察不同粒径沉积物中铵态氮（NH₃-N）和硝态氮（NO₃^--N）干期分布特征,分析其随干期长度的变化关系,并探讨沉积物理化性质及微生物菌群结构对NH₃-N和NO₃^--N干期分布的影响.结果表明：粒径≤0.075mm的沉积物中NH₃-N占比最高（交通区30.8%,商业区36.7%）;交通区粒径≤0.075mm的沉积物中NO₃^--N占比最高（33.0%）,而商业区粒径0.075~0.15mm沉积物中NO₃^--N占比最高（34.4%）;干期长度与交通区0.075~0.15mm粒径段的沉积物中NO₃^--N含量及商业区粒径≥0.3mm的沉积物中NH₃-N含量之间的相关性均最显著;雨水管道沉积物中NH₃-N和NO₃^--N的干期分布与O-H和N-H等官能团、表面极性和亲水性、微观形貌等有一定关联;交通区雨水管道沉积物中Gemmobacter等反硝化优势菌种（相对丰度总和为20.15%）对NO₃^--N干期分布影响更显著.     

雨水管道沉积物中典型无机氮的干期粒径分布

以南京江北新区分流制雨水管道沉积物为研究对象,考察不同粒径沉积物中铵态氮（NH₃-N）和硝态氮（NO₃^--N）干期分布特征,分析其随干期长度的变化关系,并探讨沉积物理化性质及微生物菌群结构对NH₃-N和NO₃^--N干期分布的影响.结果表明：粒径≤0.075mm的沉积物中NH₃-N占比最高（交通区30.8%,商业区36.7%）;交通区粒径≤0.075mm的沉积物中NO₃^--N占比最高（33.0%）,而商业区粒径0.075~0.15mm沉积物中NO₃^--N占比最高（34.4%）;干期长度与交通区0.075~0.15mm粒径段的沉积物中NO₃^--N含量及商业区粒径≥0.3mm的沉积物中NH₃-N含量之间的相关性均最显著;雨水管道沉积物中NH₃-N和NO₃^--N的干期分布与O-H和N-H等官能团、表面极性和亲水性、微观形貌等有一定关联;交通区雨水管道沉积物中Gemmobacter等反硝化优势菌种（相对丰度总和为20.15%）对NO₃^--N干期分布影响更显著.