餐厨废物水热反应减重的关键影响因素及运行参数研究

运用水热炭化工艺,研究不同温度（170～270℃）、停留时间（0～100 min）、料液比（1∶1、1∶3、1∶9）对餐厨废物水热反应减重的影响,并对运行参数进行优化。结果表明：升高温度,餐厨废物的减重率也随之提高,且减重率均在91%以上;随着停留时间的延长,减重率在20～40和80～100 min时会有小幅度的增长,在0～100 min的停留时间内减重率从83.90%增至86.80%;料液比的增加会使减重率下降,料液比为1∶9、1∶3、1∶1时,对应的减重率分别为91.60%～91.87%、86.20%～87.00%、83.90%～88.10%。液相产物COD测定结果表明,反应温度和料液比是影响液相产物COD的主要因素,随着反应的进行,液相产物COD先是逐渐减小并趋于平稳,后略有增加。试验得到的水热炭高位热值为30.50～31.90 MJ/kg,高于国家标准煤热值29.30MJ/kg。     

磁化改性猪粪水热炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附

该文以猪粪为原料,采用水热炭化法制备猪粪水热炭（HC）并用氯化铁溶液进行磁化改性得到磁性水热炭（MHC）。通过傅里叶红外光谱分析、扫描电镜、比表面积和孔径分析、Zeta电位分析等方法对改性前后生物炭的结构和性质进行了表征,并研究了吸附剂投加量、初始p H、吸附时间、共存离子对HC和MHC吸附水中Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,MHC的比表面积、孔体积和含氧官能团含量都显著增加,吸附位点增多。当投加量为4 g/L,溶液初始p H为2时,MHC对50 mg/L Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为12.32 mg/g,去除率为98.76%,MHC对Cr(Ⅵ)的吸附能力明显提高。Langmuir和Freundlich等温吸附方程均可较好描述MHC对Cr(Ⅵ)的吸附特性,且Langmuir吸附模型更好,吸附过程更符合准二级吸附动力学方程。共存离子在浓度不高时对吸附过程影响有限。     

废弃软质聚氨酯泡沫塑料的碱性水热降解

利用连续水热处理装置,开展了废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解研究。比较了碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钾3种碱性助剂对水热处理效果的影响。实验结果表明：3种碱性助剂对废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解均表现出一定程度的促进作用,其中氢氧化钾和氢氧化钠的促进作用较强,持续时间较长;增加氢氧化钠或氢氧化钾的用量、升高温度,均能够促进废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解;在用量相同的条件下,氢氧化钾的促进作用优于氢氧化钠;压力对废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解效果影响不明显;氢氧化钾、氢氧化钠可与废弃软质聚氨酯泡沫塑料降解过程中所产生的CO₂反应,使其转化为溶解性较好的碳酸盐而转移至水相,还能够促进废弃软质聚氨酯泡沫塑料中某些功能基团的解离,加快某些有机降解产物的进一步分解,从而加快了废弃软质聚氨酯泡沫塑料的降解过程。     

稻草的水热碳化研究

利用水热碳化技术,在1 000 mL的反应釜中,考察了反应温度和停留时间对于稻草水热碳化的影响。结果表明,稻草碳化得到的气相产物主要为CO2、液相产物主要为乙酸和葡萄糖。随着反应温度和停留时间的提高,CO2、乙酸的产率以及生物炭(固相产物)的能量密度呈上升趋势,而生物炭的产率则呈现相反的趋势。在低温条件下(200℃左右),可获得较高葡萄糖产率。生物炭的吸水性实验表明,在反应温度为260℃,停留时间为1 h的条件下,生物炭的产率达到稳定。扫描电镜分析结果说明,经过碳化后的稻草整体呈现碎片状态,并伴有大量蜂窝状结构。     

高比表面纳米线网状硅酸钙吸附材料的制备

以氟化工副产物二氧化硅和氢氧化钙为原料,采用静态水热法制备出了由纳米线构成的比表面积高达143.8 m2/g的网状硅酸钙。采用XRD、SEM、BET等手段对产物的物相、形貌特征、比表面积进行了表征;研究了合成体系温度、钙硅摩尔比等因素的影响。通过静态吸附试验对该材料的磷吸附性能进行测试。实验结果表明,在钙硅摩尔比为0.7,120¹60℃温度范围内,水热8 h条件下可以得到比表面积较大的纳米线网状硅酸钙;该条件下制备出的样品对含磷模拟污水具有较高效的吸附能力,磷去除率达99.5%。     

废液晶显示器偏光片水热法降解的实验研究

利用管式间歇反应器对废液晶显示器中的偏光片进行水热降解实验研究,考察了反应温度、反应时间、水的用量和氧化剂对液相有机碳和偏光片分解率的影响,并对反应后的液相产物进行HPLC分析。结果表明,反应温度、反应时间和氧化剂的投加量均对偏光片的分解率具有显著影响;液相产物中的TOC随着反应温度、反应时间、用水量和氧化剂投加量的增加都存在一个先增加后减少的趋势,当反应温度为300℃,反应时间为5 min,H2O(230%)的投加量为0.2 mL时,TOC高达14 586 mg/L,此时,偏光片中的碳元素向水相转化的迁移量最多,液相产物中有乙二酸、乳酸、乙酸、马来酸、富马酸、丙烯酸等有机酸以及甘油醛和5-羟甲基-2-糠醛(HMF)生成,最有利于废弃偏光片后续水热资源化处理的开展。     

中亚水热资源匹配特征及敏感性分析

从水热积指数出发,基于1931—2019年Climatic Research Unit（CRU）再分析资料,运用多时序分析方法,从多时间尺度分析中亚水热资源匹配空间特征和时序变化,并进行敏感归因探究。结果表明：（1）空间上中亚水热匹配条件存在相对优劣,优势区多分布于高纬及高山高原地带,水热资源匹配较差区域分布于南部沙漠。优势区多和同期降水高值区、潜在蒸散低值区和气温低值区重合,年际水热积指数变化不明显或呈弱下降趋势;较差区域多为同期潜在蒸散和气温高值区,降水低值区,水热积指数降低且年际变幅较大。（2）中亚水热资源匹配年内存在季节差异,春秋较好、冬季次之、夏季较差;在年际尺度上,1931—1974年,水热匹配条件呈现上升趋势;1974—2000年左右,水热匹配条件波动上升;2000—2019年,水热匹配条件下降,且在1971—1980年、1981—1990年、1990—2000年发生匹配条件突变。春夏秋季水热匹配变化趋势同年际趋势大致相同,冬季波动幅度较小。（3）在春、夏及年尺度上,主导敏感性因子为平均气温因子,在秋冬两季为降水因子;在高纬、高原高山区,水热积指数变化敏感性气候因子多为降水因子;中亚南部水热积指数变化对降水敏感性减弱,平均气温敏感性增加,且北部平均气温敏感性系数绝对值略低于南部;高山高原区域对极端温度变化较为敏感。     

废液晶显示器偏光片水热产乳酸研究

以废液晶显示面板中的偏光片为原料,对其进行水热产乳酸研究,并考察了反应温度(250～375℃)、反应时间(1～11min)以及氧化剂(体积分数为30％的H2O2)投加量(0～1.0 mL)对乳酸产率的影响.结果表明,反应温度、反应时间均会对偏光片水热产乳酸产生一定影响,乳酸产率随反应温度和反应时间的增加呈现先增加后减少的趋势,最佳水热条件为反应温度350℃,反应时间5 min,此时乳酸产率达17％左右.投加氧化剂能显著提高乳酸的产率,在最佳水热条件下,氧化剂投加量为0.6 mL时乳酸的产率可提高到21％.     

水热炭化废弃生物质的研究进展

针对近年来水热炭化技术在废弃生物质处理及资源化利用方面的研究进展,着重讨论水热炭化技术处理废弃生物质的种类、实施方法、炭化物改性及应用,并分析了当前研究需要解决的问题,展望了水热炭化废弃生物质的研究动向。     

伏牛山阻隔作用下水热因子、土地覆被与NPP的时空特征

作为秦岭山脉的东延余脉,伏牛山山地效应研究意义重大。文章基于ArcGIS9.3空间分析功能,对伏牛山南北两侧的水热因子、土地覆被和净初级生产力时空格局变化进行了对比分析,结果表明：北坡极端低温和均温明显低于南坡（-2.88℃和-1.7℃）、极端高温明显高于南坡（+1.35℃）,而年降水量北坡则比南坡低14.41%;伏牛山北坡部分常绿针叶林转换为落叶阔叶林,2001—2004年间的落叶阔叶林面积比重分别为：52.4%、55.2%、63.0%和70.9%;2001—2004年间的净初级生产力有增大趋势,尤其是东部区域。研究结论丰富了秦岭-伏牛山作为主要气候区和生态区分界线的理论依据,同时也丰富了山地生态学理论。