CaF2高温分解特性试验研究

作为燃煤和砖瓦烧制过程中钙基固氟剂燃烧固氟的最终产物CaF₂,其高温稳定特性对固氟效率有重要影响本义在固定床反应器上采用气态氟化物直接吸收分析法,结合XRD、DTA法对CaF₂晶体粉末在大气、干燥大气和饱和大气下的高温稳定性进行了实验研究.结果表明,在高温条件下CaF₂发生水解反应,水解反应起始温度830±10℃,水解率随燃烧温度和停留时间的增加而增加,空气中水蒸气含量对水解率有显著影响.动力学计算表明温度在850℃～1350℃范围内水解反应为一级反应,反应活化能E=115±2kJ/mol.研究结果对燃煤和砖瓦烧制过程中高温高效钙基燃烧固氟剂的开发有指导意义.     

高炉矿渣对铝电解废旧阴极炭焚烧中氟化物的迁移转化行为影响

废旧阴极炭（Spent potlining）是铝电解行业产生的一种高无机氟含量危险废物.本研究以高炉矿渣（Blast furnace slag）为添加剂与废旧阴极炭混合焚烧,模拟计算有关反应的吉布斯自由能,研究焚烧过程中氟化物的转化和稳定化行为.结果表明,高炉矿渣中的钙基化合物可促进废旧阴极炭中的NaF和Na₃AlF₆转化为稳定的CaF₂. 在850 ℃、焚烧1 h的条件下,废旧阴极炭和高炉矿渣混合样（4/6,质量比）水溶性氟浸出率降低42.27%;同时,减少HF释放可使氟化物保留率提高3.85%.高炉矿渣的掺入将其中93.50%的氟化物固定于底渣中,显著降低了废旧阴极炭的浸出毒性.高炉矿渣中的SiO₂和Al₂O₃促进了NaF向CaF₂的热转化行为,高炉矿渣参与焚烧使得焚烧底渣颗粒更加疏松、分散,底渣的 氟化物主要以Ca₄Si₂O₇F₂形态存在,表明高炉矿渣具有协同处置废旧阴极炭的良好性能.     

餐厨垃圾的黑水虻处理中含钙矿物及微生物对油脂转化效率的影响

黑水虻处理是近年来发展起来的一种餐厨垃圾的有效资源化方法,但由于黑水虻的生理特性,油脂类物质经常不能被彻底降解和去除,残渣仍有酸败气味,需堆肥化二次处理.为了提高油脂类成分的降解效率,提升黑水虻富集油脂的资源化能力,本研究拟以含钙矿物和微生物为主要辅助手段,通过向餐厨垃圾中添加湿重比例为0~10%的CaCO₃、0~10%的Ca(OH)₂、5%CaCO₃和菌液的混合物及6种不同菌液,研究含钙矿物和微生物对于油脂减量化和虫油转化效率的影响.结果发现,向餐厨垃圾中添加含钙矿物,能够显著调节和缓冲黑水虻处理过程中的环境pH值,但对增加油脂的去除效率和黑水虻油脂的转化能力没有显著作用.而且添加7%~10% 的CaCO₃对于餐厨垃圾的减量化率和黑水虻的虫产率有负作用,添加5%~10%的Ca(OH)₂会导致显著的幼虫死亡率.同时添加CaCO₃和菌液对于油脂的去除不利.仅添加微生物菌液是提高垃圾油脂减量化率和黑水虻油脂富集率的最有效方法.枯草芽孢杆菌NJZ菌株、地衣芽孢杆菌NY菌株、植物乳酸杆菌RS72菌株和粪肠球菌L102菌株,是提高黑水虻油脂转化效率的有效菌株.添加微生物后,黑水虻的虫油产率由对照组的10.4%提升至12.8%~14.4%,虫油富集率由对照组的93.9%提升至116%~130%.虫油富集率超过100%,说明餐厨垃圾中碳水化合物、蛋白质等非油脂成分的一部分转化为黑水虻的体脂,而微生物的辅助降解可能是强化这一过程的主要因素.但即使在接种微生物以后,虫沙中仍然有29%~44%的油脂在处理结束时剩余,说明餐厨垃圾中的油脂较难被彻底降解和利用.未来研究中,可以继续筛选高效降解油脂的微生物,与黑水虻共同处理餐厨垃圾,实现油脂成分的资源化全利用.     

粉煤灰-石灰中温烟气脱硫和蒸汽活化的机理

实验研究了粉煤灰 -石灰吸收剂经 150℃和400～800℃蒸汽处理后 ,其固硫能力的改善程度 ,并借助扫描电镜、X射线衍射分析技术对蒸汽活化机理进行分析 .粉煤灰 -石灰的一次硫化样品经 150℃蒸汽处理后 ,CaO转化为 Ca(OH)₂,石灰颗粒发生破碎 ,粉煤灰颗粒表面粘附了大量的含钙微粒 ,从而大大增加了吸收剂的有效反应表面积 ,在 400～800℃的脱硫反应温度下使其转化率比未处理吸收剂的转化率提高了 0.8～ 1.5倍 .150℃蒸汽处理方式比 400～800℃蒸汽处理方式的效果好 .     

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.     

煤燃烧脱硫过程中影响无机矿物转化行为的因素

以合山煤(HS)和万盛煤(WS)为研究对象,分别讨论了当石灰石作固硫剂时钙硫比、温度等因素对固硫效率的影响;运用XRD测试手段,研究了不同脱硫条件对其灰渣产物矿相组成的影响规律,并利用CaO-Al₂O₃-SiO₂三元相图进行分析,从而初步揭示出煤燃烧脱硫过程中无机矿物质间的转化行为.实验表明:燃烧温度和钙硫比对固硫率及灰渣产物的矿相组成都具有很重要的影响.升高温度或提高Ca/S,能明显促进CaO与煤粉中无机成分间的固相反应,利于C₄AF、C₂AS、β-C₂S等矿物的形成,但大于1050℃后易使硬石膏发生分解,而引起固硫率下降.固硫产物中含硫矿物的形式与含量决定了不同温度下固硫效率.本实验中,石灰石对合山煤的最佳固硫条件为Ca/S＝2～3,t=850～900℃,此时固硫率高达90%左右.     

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.     

敞口地炉内燃烧煤泥饼时氟的逸出规律及控制

利用特制精确控温敞口炉,模拟重病区居民燃烧煤泥饼时氟的排放及控制,分析了停留时间、燃烧温度对氟排放的影响,探讨了CaCO₃添加量及燃烧温度与固氟率的关系.结果表明:随着煤泥饼在炉内停留时间的延长,氟的逸出率逐渐增大,1 h后氟的排放达到平衡;氟逸出率随温度升高而增加,900 ℃时逸出率平均为80%,与病区实际燃烧排氟量相吻合;煤泥饼中添加CaCO₃能有效控制燃烧氟排放,固氟率随CaCO₃添加量的增加而增大,w(CaCO₃)为10%时达到最佳固氟效果;500～800 ℃内固氟率随温度升高而增加,800 ℃时固氟率最高,平均为44.2%,温度继续升高则固氟率下降,900 ℃时为25.0%.      

不同活性组分催化剂的氧化活性和热稳定性

采用流动法催化反应装置测定了蜂窝陶瓷负载催化剂同时催化氧化丙烷 ( C₃H₈)、丙烯 ( c₃H₆)和 CO的活性 ,考察活性组分 Pd和非贵金属氧化物、La改性、反应空速对起燃温度、热稳定性和动力学转化特征的影响 .结果显示 ,含 Pd催化剂上 C₃H₆和 CO的起燃温度比 C₃H₈低 ,1150℃高温老化对 C₃H₈氧化性能的影响比对 C₃H₆和 CO的小 .含稀土非贵金属氧化物的活性、热稳定性及动力学转化性能都比单 Pd催化剂低 ,添加 La能提高 2类催化剂的初活性和高温热稳定性 .     

Microbial response to CaCO3 application in an acid soil in southern China

Calcium carbonate (CaCO₃) application is widely used to ameliorate soil acidification. To counteract soil and bacterial community response to CaCO₃ application in an acidic paddy soil in southern China, a field experiment was conducted with four different dosages of CaCO₃ addition, 0, 2.25, 4.5 and 7.5?tons/ha, respectively. After one seasonal growth of rice, soil physicochemical properties, soil respiration and bacterial communities were investigated. Results showed that soil pH increased accordingly with increasing dose of CaCO₃ addition, and 7.5?tons/ha addition increased soil pH to neutral condition. Moderate dose of CaCO₃ application (4.5?tons/ha) significantly increased soil dissolved organic carbon (DOC) and dissolved organic nitrogen (DON) content, enhanced soil respiration, while the excessive CaCO₃ application (7.5?tons/ha) decreased these soil properties. High-throughput sequencing results illustrated that moderate dose of CaCO₃ application increased the richness and alpha diversity of soil bacterial community. Compared with control, the relative abundance of Anaerolineaceae family belonging to Chloroflexi phylum increased by 38.7%, 35.4% and 24.5% under 2.25, 4.5 and 7.5?tons/ha treatments, respectively. Redundancy analysis (RDA) showed that soil pH was the most important factor shaping soil bacterial community. The results of this study suggest that proper dose of CaCO₃ additions to acid paddy soil in southern China could have positive effects on soil properties and bacterial community.     

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.     

高氟地下水形成的组态分析——以豫东平原区为例

高氟地下水的形成机理研究是目前相关理论研究的关键问题,文章在系统思想指导下将传统的水化学类型分类方法进行改进,以组态分析的方法进行形成机理研究,得出以下结论:(1)高氟地下水的形成是多因子协同作用的结果;(2)作为非线性系统,高氟地下水的形成是个多态问题,就某一个区段而言是一个"暂态",一直处于多态的变化过程中,在此过程中各个因子相互作用形成多组态;(3)Na+>Ca2+型的水化学组态的高氟率(平均51%)明显大于Na+相似文献   

Removal of phenol by activated carbons prepared from palm oil mill effluent sludge

The study was attempted to produce activated carbons from palm oil mill effluent （POME） sludge. The adsorption capacity of the activated carbons produced was evaluated in aqueous solution of phenol. Two types of activation were followed, namely, thermal activation at 300, 500 and 800%, and physical activation at 150% （boiling treatment）. A control （raw POME sludge） was used to compare the adsorption capacity of the activated carbons produced. The results indicated that the activation temperature of 800℃ showed maximum absorption capacity by the activated carbon （POME 800） in aqueous solution of phenol. Batch adsorption studies showed an equilibrium time of 6 h for the activated carbon of POME 800. It was observed that the adsorption capacity was higher at lower values ofpH （2--3） and higher value of initial concentration of phenol （200--300 mg/L）, The equilibrium data were fitted by the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The adsorption of phenol onto the activated carbon POME 800 was studied in terms of pseudo-first and second order kinetics to predict the rate constant and equilibrium capacity with the effect of initial phenol concentrations. The rate of adsorption was found to be better correlation for the pseudo-second order kinetics compared to the first order kinetics.     

水环境磷的灰化法测定中不同灰化助剂的效果比较

以磷酸二氢钠和偏磷酸钠为磷标样,对加入不同盐试剂(灰化助剂)经不同温度(150℃～550℃)灼烧后磷的回收率进行了比较.所研究的灰化助剂除文献中报道过的MgSO₄和Mg(NO₃)₂外,还对MgCl₂等10余种盐试剂进行了实验.结果发现,磷酸二氢钠和偏磷酸钠加入MgSO₄在常规的灼烧温度下灼烧,用0.2mol/L HCl于80℃浸提0.5h不能使磷全部回收,而MgCl₂、MgA     

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.     

秋季南通近海大气气溶胶水溶性离子粒径分布特征

2012年10~11月在南通近海设立观测点,利用Anderson分级采样器采集大气气溶胶样品,用离子色谱仪(Metrohm IC)分析其中10种水溶性离子组成.结果表明,南通秋季近海PM10和PM2.1中水溶性离子浓度分别为59.70,45.96mg/m3.PM2.1中主要离子质量浓度排列依次为SO42->NO3->NH4+>Ca2+. SO42-,NO3-和NH4+占PM10中离子浓度的80%以上,二次离子为近海区域气溶胶的主要成分.SO42,NH4+和NO3-均表现出单峰型分布,峰值区间均为0.43~1.1mm,Ca2+,Na+和Cl-表现为双峰型.Ca2+高浓度峰值出现4.7~5.8mm粒径段内;Na+和Cl-峰值出现在0.43~1.1mm和3.3~5.8mm内,但最大峰值浓度区间不一致.PM10中nss-SO42-/SO42-比值均高于90%,陆地源对近海硫酸盐的影响显著.nss-SO42-/NO3-的比值在<2.1μm的粒径段内均大于1,表明该区域固定源是大气细粒子中离子的重要贡献源,但移动源对粗粒子的影响值得重视.个例分析显示,稳定的天气系统,高污染排放内陆地区的污染物传输,是造成10月27日的严重污染过程的主要原因.     

西藏高温地热显示区氟分布及富集特征

通过对西藏高温地热显示区内12个主要地热田采集的地热、地表水样共30组测试和分析可知,研究区氟含量0.34~19.2mg/L,地下热水中氟含量均高于2.0mg/L,研究区南部氟含量较北区偏高.氟含量高区,地热显示较明显.氟离子在水化学类型为Cl-Na或Cl×SO4-Na等Na型水中富集程度高于HCO3-Na×Ca或HCO3-Ca等Ca型水.研究区高氟地热水的富集机制主要有:深部地热流体的升流混合作用,补给水向下渗流过程中含氟硅酸盐矿物、萤石的溶滤作用.两种机制相比,深部热流的混合作用对地下水形成高浓度F-的贡献更大,但矿物的溶滤作用相对而言更为普遍些.研究区砷的富集机制与氟相似,这也使得二者在空间分布上具有共生性.应加强高氟高砷区地热水的管理与防护,防止其污染地表水环境.     

不同金属改性的蒙脱土对普萘洛尔的吸附

采用浸渍法将蒙脱土用5种金属阳离子饱和,分别得到铁基蒙脱土、铜基蒙脱土、钾基蒙脱土、钠基蒙脱土和钙基蒙脱土,研究普萘洛尔在这5种金属阳离子饱和的蒙脱土上的吸附行为,探明主要影响因素,并推测可能的吸附机制。结果表明:5种金属阳离子饱和的蒙脱土对普萘洛尔均具有较高的吸附能力,且吸附能力顺序为铁基蒙脱土>铜基蒙脱土>钾基蒙脱土>钠基蒙脱土>钙基蒙脱土。pH为3~9时吸附量增加,是由于溶液中H+与普萘洛尔在金属阳离子饱和蒙脱土上吸附位点竞争力减弱;pH为9~11时吸附量减少,是由于普萘洛尔主要以分子状态存在,静电引力下降。K+、Na+和Ca2+的存在会抑制普萘洛尔的吸附。腐植酸加入会促进普萘洛尔的吸附,但促进作用随腐植酸浓度升高而减弱,甚至出现抑制作用。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程能较好地描述普萘洛尔的吸附过程。研究结果有望为全面掌握普萘洛尔在土壤环境中的迁移转化规律提供的理论依据。