新疆某石化企业污水库周边土壤对钴的吸附行为研究

采用静态吸附法研究了新疆菜石化企业污水库周边土壤对重金属钴的吸附特征,考察了溶液pH值、钴离子平衡质量浓度、背景电解质浓度、吸附时间和环境温度等因素对钴吸附量的影响,并对吸附机理进行了初步探讨.结果表明:溶液pH值为1～4时,改变pH值对土壤吸附钴的影响显著;吸附时间在3h左右时钴吸附量趋于稳定;随溶液背景电解质浓度增大,土壤对钴的吸附量呈现先急剧后缓慢的下降趋势;土壤对钴的吸附量随温度升高而增加.拟合结果表明,Langmuir和Freundlich模型能较好地描述土壤对钴吸附的热力学过程;在3h内,土壤对钴吸附的动力学过程可以用一级反应动力学方程表示.方差分析结果表明,对土壤吸附钴量有显著性影响的因素有溶液pH值、钴离子平衡浓度、吸附时间和温度等.     

海洋沉积物吸附Pb(Ⅱ)的特性研究

以黄海海洋沉积物作为研究对象,研究了Pb在沉积物上的吸附行为,探讨了pH值、时间、温度和沉积物上不同成分对吸附作用的影响.并讨论了其吸附热力学性质和吸附机理,同时还进行了解吸研究.结果表明,pH值显著影响沉积物对Pb2+的吸附,pH=6.0时吸附效果最好.其动力学行为符合Lagergren准二级动力学模型.Pb(Ⅱ)的吸附量随着温度的升高而升高,Langmuir和Freundlich模型均能很好拟合等温吸附试验数据.热力学分析表明,该吸附过程是自发的吸热过程.沉积物中存在的碳酸盐、氧氧化物对沉积物吸附Pb的贡献最大.沉积物中的有机质与Pb2+结合更加牢固,使其不容易解吸.     

生物质热解半焦对水中磷的吸附去除

以生物质热解副产物半焦为吸附剂,研究了对水中磷的吸附动力学行为及其主要影响因素.实验结果表明,生物质半焦对水中磷的平衡吸附量为9.71 mg/g,该吸附过程能够较好地符合准一级动力学模型.此外,磷在生物质半焦上的等温吸附能较好地用Freundlich吸附等温线方程表示.在半焦用量为3 g/L、温度为40℃、pH值为3的...     

花生壳吸附Cr(Ⅵ)动力学方程研究

通过试验对粒径介于0.25～0.50mm的花生壳颗粒吸附Cr(Ⅵ)的动力学行为进行探讨,从吸附时间、pH值、吸附剂投加量、温度、Cr(Ⅵ)的初始质量浓度方面对吸附性能的影响进行研究.结果表明,最佳吸附条件为:Cr(Ⅵ)初始质量浓度100 mg/L,pH=2.0,振荡速度140 r/min,温度30℃.此时Cr(Ⅵ)的吸附率可达到90%以上.用Lagergren一级吸附速率方程、二级吸附速率方程及平均绝对偏离率对以上因素对吸附件能的影响数据进行处理,发现二级吸附动力学模型可以更好地描述各种影响因素条件下的吸附过程.二级吸附速率常数随着溶液pH值和Cr(Ⅵ)初始质量浓度的减小而增大.在低浓度和低pH值的条件下,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形式存在,并且HCrO4-是花生壳主要吸附的Cr(Ⅵ).二级吸附速率常数随着溶液温度的升高而快速的增加.温度对反应速率的影响可以通过Arrhenius方程来描述,所得曲线近似为直线方程,决定系数R2=0.986 2,反应的活化能Ea为8.67kJ/mol,该反应活化能在物理吸附反应活化能范围(0～40 kJ/mol)内.     

腐殖酸对砂质土壤吸附Cr(VI)的影响

利用系列摇瓶振荡实验,研究了在砂质土壤介质中腐殖酸(HA)对Cr(VI)还原作用及增强土壤表面对其吸附的影响.通过改变反应接触时间、pH值、HA投加量等条件,确定了最佳吸附反应条件.结果表明:砂质土壤中存在HA时,可使Cr(VI)还原为毒性较小的Cr(Ⅲ),明显增强土壤对可溶态Cr离子的吸附能力,比同等条件下无HA的土壤吸附量增大1倍以上.一般整个反应过程约8 h即可达到稳定.pH值对Cr的还原和吸附有很大的影响,酸性条件下的吸附量比碱性条件可增大1倍,最佳pH值为2～4;当pH＞5时吸附能力急剧下降,pH=10时吸附去除量降为20%.有HA存在时砂质土壤土对Cr(VI)的吸附反应为一级动力学反应,K298=0.033 5 min-1,砂土对CrO2-4的等温吸附曲线较好地满足Langmuir公式.     

不同环境条件下黑土对四溴双酚A的吸附动力学特征

采集吉林省松源农田的黑土样品,研究四溴双酚A在黑土中的吸附动力学特征,并探讨了pH值、离子强度(CaCl_2)、温度等不同环境条件对吸附动力学的影响。结果表明,四溴双酚A在黑土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0~4 h)和慢速吸附阶段(4~48h),并于48 h达到吸附平衡。黑土对四溴双酚A的吸附符合拉格朗日准二级动力学方程和内扩散模型,表明该吸附过程以化学吸附为主,而吸附过程的限速步骤为颗粒间扩散。pH值等环境条件对吸附有明显影响,当pH值在6~9时,随pH值降低,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加;离子强度(CaCl_2)为0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L时,离子强度增大,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快但平衡吸附量减小;温度为15℃、25℃、35℃时,随着温度升高,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加。     

磁黄铁矿对铼的还原固定及其影响因素研究

利用非放射性的高铼酸根离子(ReO4-)模拟放射性的高锝酸根离子(TcO4-)的化学行为,研究天然磁黄铁矿还原固定地下水中高锝酸根离子的机理.结果表明:磁黄铁矿可以较好地处理水溶液中的铼,其80 d对初始浓度为5×10-5mol/L的ReO4-处理率可达97％,处理效果随反应时间延长、投加量增大而增强,磁黄铁矿对高铼酸根的去除符合准一级反应动力学方程,室温下,其准一级速率常数(kobs)为0.046 3 d-1;温度越高,磁黄铁矿对铼的处理效果越好,在80℃下效果最好,7d内就可以完全处理Re(Ⅶ);pH值对磁黄铁矿处理铼的效果有明显影响,pH=1.02时24h就可以完全去除铼离子,但在pH值为3～8.5时对反应速率影响不大.     

挥发性有机物在水气交界面传质过程中的影响因素

对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)在水气交界面传质过程中的影响因素进行分析,主要涉及水体温度、初始浓度、界面湍动、表面活性剂、盐分、降水等。水体温度对VOCs的挥发速率具有最为显著的影响,随着水温的升高,VOCs的挥发速率变大;初始浓度并未对挥发造成显著影响;界面附近湍流可以促进挥发且挥发速率随着湍流强度的增大而增大;表面活性剂通过胶束增溶抑制了有机物的挥发;水体中盐分引起的盐析作用使得亨利系数增加,挥发速率也随之增加。     

硫酸盐还原菌(SRB)污泥固定化小球还原硫酸盐的动力学研究

通过研究硫酸盐还原菌(SRB)污泥固定化小球还原硫酸盐过程硫酸盐浓度的变化规律,建立了反应动力学方程,确定了pH值和球液配比量对反应速率常数的影响,计算了相应的反应表观活化能.结果表明: SRB还原硫酸盐的反应为一级反应,反应动力学方程为:V=-dC/dt=0.080 56C.pH值为6-7时,SRB还原硫酸盐的反应速率常数相差不大,pH＜4和pH＞10时,反应速率常数逐渐减小.球液配比量减少,反应速率常数也随之减小,反应表观活化能增大.在实验条件下,SRB还原硫酸盐属化学控制.并由此确定了SRB污泥固定化小球还原硫酸盐的最佳工艺条件为温度35 ℃、pH值6-7、球液配比量1∶10(g/mL).     

改性粉煤灰处理含Cr(Ⅵ)废水的研究

实验研究了工业废弃物改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素,讨论了pH值、浓度、温度及时间对吸附量的影响。讨论了反应机理,计算反应热力学参数(焓、自由能、熵)。实验结果表明,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,反应温度303 K,pH=1时,吸附量最大为0.47 mg/g。吸附过程符合兰格缪尔等温吸附。吸附过程为自发进行的放热反应。反应温度为303 K时,反应过程的焓值为-3.529 kJ/mol,自由能-4.664kJ/mol,熵3.746 J/(mol.K)。反应动力学过程表明反应符合准二级动力学反应。     

铁路运输含硫原油过程中H_2S挥发规律模拟试验研究

以塔河12区含硫原油为研究对象,通过模拟铁路运输原油工况,研究罐内原油中H_2S挥发规律.结果表明,铁路运输过程中原油里H_2S析出浓度与时间的关系近似为6次多项式,并建证了H_2S浓度随时间变化的曲线方程;对影响罐内原油中H_2S挥发的2个主要因素罐内原油温度和罐车振动强度进行了分析.结果表明,罐内原油温度是原油中H_2S挥发的主要影响因素,升高罐内原油温度可以明显增加H_2S的挥发浓度.加大罐车振动强度对原油中H_2S挥发有促进作用,但不明显.     

外界热辐射作用下木材热解和着火的预测模型

在突发的火灾过程中，可燃性固体材料的着火时间和热解特性是非常关键的参数。建立了预测木材在外界热辐射作用下热解和着火时间的数值模型，可以给出固体的质量损失速率、内部温度场随时间的变化，并根据模型计算得到的表面温度随时间的变化对着火时间进行预测。计算结果和实验测量值相符较好。     

液体气溶胶抑制受限空间内烃类挥发的实验研究

在含有残留油品的受限空间内作业时,易发生油气燃爆事故。利用两性离子型氟碳表面活性剂组分制备了具有低表面张力的抑爆剂溶液,能够在易挥发烃类液体表面自由铺展成液膜,从而对烃类液体形成液封,抑制油气挥发。利用超细雾化装置,能够将抑爆剂溶液雾化形成液体气溶胶,气力输送至受限空间内。实验验证了受限空间内液体气溶胶中的微小液滴能够沉积在残留油品的表面形成液封,同时液滴和液膜的气液界面能够吸收空间内的油气分子,从而降低空间内的油气浓度。研究证明,利用抑爆剂液体气溶胶混合物来置换含残留油品受限空间内的油气,能够将受限空间内的油气浓度长久维持在10%LEL(Lower Explosion Limit)以下,降低空间内油气燃爆风险。     

高压脉冲放电处理含氰废水的影响因素探讨

焦化废水中含有大量的氰化物,必须采取有效措施进行去除,传统去除方法运行成本高、操作复杂,针对此问题,提出了用高压毫微秒脉冲产生的非平衡等离子体处理含氰废水的方法,对其影响因素pH值、放电时间、气流量、放电条件等进行了大量的实验研究。结果表明,当溶液初始pH值为9．09,放电2h,放电电压46kV时氰化物的去除率最高可达93．2％,氰化物的质量浓度可降至0．26mg／L。实验对比了放电与不放电氰化物的去除效果,结果表明相同条件下放电后氰化物的去除率大大提高,为焦化废水中氰化物的去除提出了一种新的方法。     

采空区遗煤自燃升温过程的数值模型及其应用

基于漏风渗流方程、氧浓度渗流-扩散-消耗方程和传热方程,建立了采空区自然发火非定常数值模型,并用迎风格式的有限元方法联立求解.结合实例,从理论上描绘了采空区漏风渗流、氧浓度分布和温度分布,以及它们随时间的加速变化过程,同时给出自燃的附产物CO的分布情况,重点给出了遗煤的自燃耗氧与升温的量化关系.结果表明,通常情况下采空区高温区偏在入风一侧,边界漏风对高温区有一定影响.与传统的采空区冷却带、自燃带和窒息带的三带划分相比,该模型能对自然发火问题给出更准确的解.模拟的自燃升温是加速的过程,同基于实验分析和实际观测得到的规律基本一致.     

压缩空气泡沫灭火系统扑救浮顶储罐密封圈火灾的应用研究

分析了密封圈火灾过程及特点,建立了压缩空气泡沫灭火试验装置,参照10×10~4m~3浮顶储罐建立了20 m长的密封圈试验装置,以汽油为介质开展了多次泡沫灭火试验。试验结果表明:该压缩空气泡沫灭火试验装置可在30 s内完成灭火,泡沫混合液供给强度约14~19 L/(min·m~2),具有在大型浮顶储罐上应用的可能性。针对单台10×10~4m~3浮顶储罐浮盘密封圈灭火提出了工程应用方案,该储罐共需泡沫液量1200 L,分为4套压缩空气泡沫灭火装置均匀分布在浮盘边缘,浮盘密封圈火灾报警系统与该泡沫灭火装置联锁启动自动灭火,各套灭火装置的持续喷射时间约1 min。     

苯乙烯系双腈胺螯合树脂对水相中As(Ⅴ)的吸附性能研究

将PS-DCDA树脂用于水相中As(Ⅴ)的吸附净化处理,探讨了溶液的pH值、初始As(Ⅴ)质量浓度、接触时间、温度、NaCl、竞争性阴离子等因素对吸附性能的影响,并研究了其对As(Ⅴ)的吸附等温线、动力学和热力学。结果表明,NaCl和竞争性阴离子(Cl-、SO24-、CO23-、NO3-、HPO24-等)明显地抑制了PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的吸附。PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的吸附符合Langmuir等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述As(Ⅴ)在树脂上的吸附动力学行为。粒子内扩散方程表明,表面吸附和内部扩散参与到As(Ⅴ)的吸附过程当中。PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的热力学参数表明,PS-DCDA树脂对As(Ⅴ)的吸附是自发的、吸热的过程。已吸附As(Ⅴ)的PS-DCDA树脂可以用0.1 mol/L NaOH有效解吸,解吸后的树脂对As(Ⅴ)仍具有较高的吸附量。     

An experimental and modeling study of continuous liquid fuel spill fires on water

The spread of burning fuel spilled from oil product containers during offshore storage and transportation may cause large damage and trigger further accidents. Some analytical models already exist to predict the spread and burning behavior of liquid fuel spill fires, however, few experimental studies have been conducted to verify the model results. In this paper, continuous n-heptane spill fire experiments were conducted in a rectangular trench covered with water. The burning area, fuel spread rate, and thermal flux with different discharge flow rates and ignition delay times were investigated by both experimental and modeling means. The spill fire burning area, with 5 typical phases during burning, has a quasi-steady value which is directly proportional to the discharge rate but irrelevant to the ignition delay times. The steady burning rate, as the ratio of discharge rate over burning area, was estimated. A spread model was modified to simulate the spread of continuous liquid fuel spill fires in a one-dimensional channel, based on the balance between gravity and viscous forces. A cuboid solid flame model was used to compute the thermal flux from spill fires. The burning fuel spread and the heat flux calculated by the models agree with the experimental results.     

木材在线性增长热流下着火的复合判据研究

为探索木材在热流变化时的着火特点并提出着火判据,通过试验研究了木材在线性增长热流条件下的自发着火性能,测定了泡桐、椿木、榆木和刺槐4种木材的点燃时间、木材表面的入射热流以及试样内部的温度.结果表明.当热流增长率大于等于0.199kw/(m~2·s)时,试验的所有木材均可以被点燃,点燃这些木材的临界热流增长率介于0.065～0.103 kw/(m~2·s).建立了木材着火的计算模型,计算得出木材自发着火时的表面温度约为500℃.根据试验和计算的结果提出了-结合表面温度和临界热流增长率的木材自发着火复合判据.     

Small-scale experimental study of vaporization flux of liquid nitrogen released on ice

One of the LNG accident scenarios is the collision of an LNG carrier on an iceberg during marine transportation. A collision can result in damages to the vessel and lead to the leakage of the contents on ice or an ice-water mixture. When cryogenic liquid comes in contact with ice, it undergoes rapid vaporization due to the difference in temperature between the ice and cryogenic liquid. This process is different from the heat transfer between water and cryogenic liquid as ice is a solid and thus heat transfer to the pool occurs primarily through conduction. In this paper, the heat transfer phenomenon between ice and cryogenic liquid was studied through a small-scale experiment and the resulting vaporization mass fluxes were reported. The experiment involved six spills with varying amount of liquid nitrogen on different ice temperature to determine its effect on vaporization mass flux. The vaporization mass fluxes were determined by direct measurement of the mass loss during the experiment. The results indicated that the vaporization mass flux was a function of release rate and ice temperature. When the release rate and ice temperature was high, the vaporization mass flux follows a decreasing trend. With further reduction in release rate and ice temperature, the vaporization mass flux was found to be independent with time. The one dimensional conduction model was validated against experimental results. The predicted temperatures and heat flux were found to be in good agreement with the experimental data.