Computational fluid dynamics simulations of hydrogen releases and vented deflagrations in large enclosures

This paper presents model predictions obtained with the CFD tool FLACS for hydrogen releases and vented deflagrations in containers and larger enclosures. The paper consists of two parts. The first part compares experimental results and model predictions for two test cases: experiments performed by Gexcon in 20-foot ISO containers (volume 33 m³) as part of the HySEA project and experiments conducted by SRI International and Sandia National Laboratories in a scaled warehouse geometry (volume 45.4 m³). The second part explores the use of the model system validated in the first part to accidental releases of hydrogen from forklift trucks inside a full-scale warehouse geometry (32 400 m³). The results demonstrate the importance of using realistic and reasonably accurate geometry models of the systems under consideration when performing CFD-based risk assessment studies. The discussion highlights the significant inherent uncertainty associated with quantitative risk assessments for vented hydrogen deflagrations in complex geometries. The suggestions for further work include a pragmatic approach for developing empirical correlations for pressure loads from vented hydrogen deflagrations in industrial warehouses with hydrogen-powered forklift trucks.     

常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺的研究

采用浸渍焙烧法制备了几种负载型催化剂,以偶氮染料模拟废水为处理对象,考察了这几种催化剂在常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺中的催化活性。研究结果表明,Fe／γ～Al2O3的催化活性和稳定性最好。处理质量浓度为500mg／L的甲基橙模拟废水,当Fe／γ-Al2O3和H2O2加入量分别为30g/L和330mg／L时,处理3h后,废水的脱色率为79．67％,COD去除率为80．92％,总有机碳去除率达72．88％。在上述相同工艺条件下,分别处理质量浓度为500mg／L的甲基橙、酸性橙和活性黑模拟废水,其中,甲基橙较易被降解,酸性橙次之,活性黑最难被降解。     

H2S燃料电池的研究进展

H2S燃料电池是一种环境友好、发电效率较高并且同时共生其他化学产品的装置,为合H2S气体的处理提供了新的思路。按照采用的固体电解质的导电粒子的不同阐释了H2S的电化学氧化基本原理,指出对H2S燃料电池的电化学氧化机理的研究将进一步扩大H2S资源化利用的范围,以实现H2S燃料电池电能与化学产品的同步生产。目前H2S燃料电池固体电解质薄膜和阳极电催化剂的研制及其一体化技术是H2S燃料电池的关键。     

厌氧序批式反应器产氢

以啤酒厂废水处理厂UASB中的厌氧污泥为种泥,葡萄糖为基质,研究了厌氧序批式反应器产氢。控制反应器内pH为4.0～4.5,温度为（36±1）℃,水力停留时间为8 h,当进水葡萄糖浓度为4 000 mg/L,容积负荷为12 kg/（m3.d）条件下,该厌氧序批式反应器实现了连续高效厌氧产氢。生物气中的氢气含量约为48%～53%,基质产氢率为1.1 mol/mol葡萄糖,COD去除率为15%～25%,最大比产氢速率为84.5 mol/（kg VSS.d）。液相末端发酵产物中乙醇和乙酸的含量占液相末端发酵产物总量的80%以上,表明该反应器内进行的是乙醇型发酵厌氧产氢。厌氧序批式反应器完全可以实现连续高效厌氧产氢,比较适用于日处理量较小的高浓度含糖废水。     

TS-1分子筛催化O_3/H_2O_2氧化乙酸

研究了酸性条件下TS-1分子筛催化O3/H2O2体系（O3/H2O2/TS-1）对降解水中乙酸效率的影响,优化了相关工艺参数,并对其作用机理进行了分析。结果表明,在pH为2.8时,TS-1的加入能显著提高臭氧化的降解效率。优化工艺参数表明,当过氧化氢投加量为3 g/L,TS-1投加量为5 g/L时,O3/H2O2/TS-1体系对乙酸具有较高的降解率,60 min后O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸（初始浓度为100 mg/L）的去除率达到了58.7%。当pH为0.8时,O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸的去除率仅为19.8%,降解效果较差。定量化计算表明,O3/H2O2和O3/H2O2/TS-1的Rct分别为1.62×10-8和8.67×10-7。通过测定乙酸降解过程水样中过氧化氢和液相臭氧的浓度变化,推测了具体反应机理。由于此体系在酸性条件下对乙酸有较好的降解效果,拓宽了现有O3/H2O2体系的应用范围。     

TS-1分子筛催化O3/H2O2氧化乙酸

研究了酸性条件下TS-1分子筛催化O3/H2O2体系(O3/H2O2/TS-1)对降解水中乙酸效率的影响,优化了相关工艺参数,并对其作用机理进行了分析。结果表明,在pH为2.8时,TS-1的加入能显著提高臭氧化的降解效率。优化工艺参数表明,当过氧化氢投加量为3 g/L,TS-1投加量为5 g/L时,O3/H2O2/TS-1体系对乙酸具有较高的降解率,60 min后O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸(初始浓度为100 mg/L)的去除率达到了58.7%。当pH为0.8时,O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸的去除率仅为19.8%,降解效果较差。定量化计算表明,O3/H2O2和O3/H2O2/TS-1的Rct分别为1.62×10-8和8.67×10-7。通过测定乙酸降解过程水样中过氧化氢和液相臭氧的浓度变化,推测了具体反应机理。由于此体系在酸性条件下对乙酸有较好的降解效果,拓宽了现有O3/H2O2体系的应用范围。     

O3/H2O2法去除浮选药剂丁基黄药

采用O3/H2O2法去除水中丁基黄药,考察了H2O2/O3摩尔比、pH值、丁基黄药初始浓度、温度和自由基抑制剂对丁基黄药的去除效果的影响。结果表明,在相同O3投加量下,H2O2量越大,丁基黄药去除率越高。pH值为7～9,温度在293～303 K的范围内,O3/H2O2对丁基黄药都有很高的去除率。碳酸氢根和叔丁醇能在一定程度上降低丁基黄药的降解效率。研究还发现,在O3和H2O2投加量相同的条件下,H2O2多次投加对水中丁基黄药的处理效果明显优于一次性投加。GC/MS分析表明,O3/H2O2氧化丁基黄药氧化产物为羧酸类物质。     

硫化镍异相结晶法处理含镍废水

针对含络合剂的重金属废水,以含镍废水为例,探索了以气体硫化氢为结晶药剂的硫化镍异相结晶技术。废水以薄层液膜方式铺展于结晶载体表面,硫化氢气体穿过气液界面进入液相,硫离子与金属离子在载体表面异相结晶析出,重金属得以去除。以含酒石酸的模拟化学镀镍废水为对象,静态实验与动态实验均表明该技术具有可行性,硫化镍沉淀在结晶载体表面异相结晶析出,且附着稳定;络合剂对反应影响小;进水流速为4 mL/min,硫化钠流速为0.65 g/min,氮气流速为0.16 L/min时,出水镍浓度为49～53 mg/L,单位面积滤布表面结晶平均去除镍量为0.98 g/(m2.h)。     

高强紫外球形灯光解氧化硫化氢气体

提出了采用可产臭氧的高强球形紫外灯光解氧化硫化氢气体。考察了硫化氢初始浓度、湿度、含氧量、停留时间对硫化氢去除效率的影响。实验结果表明,硫化氢浓度在低浓度范围内,对硫化氢的去除效率可以达到99％以上。反应体系内气体湿度比含氧量对硫化氢的去除效率的影响更明显。气体湿度控制在45％～60％和反应停留时间控制在6～10s范围内为最佳。高强紫外球形灯处理硫化氢过程分别存在直接光解和臭氧氧化作用及两者的协同作用。     

酸碱溶液改性竹基活性炭生物降解H2S

对竹基活性炭采用酸、碱溶液浸渍的方法改性,并用化学和表面形态分析等表征方法测试了其改性前后的特性,研究了不同溶液对改性竹基活性炭在微生物挂膜和滴滤塔去除H2S方面的影响。研究结果表明,用10％NaOH溶液改性后的竹基活性炭较未改性的竹基活性炭碱性基团含量增加了0．614mmol／L,平衡含水率增加了6．08％,碘吸附值增加了29．6mL／g,这些物化性能的改变更有利于生物竹基活性炭去除H2S。对比5种改性方法对生物降解H2S性能的影响,在H2S人口浓度为150～4500mg／m^3、循环液喷淋量0．2L／h、pH6．5—7．5、气体停留时间66s的条件下,经NaOH溶液改性后的竹基活性炭,对H2S的去除率达93．4％以上,效果好于其他改性方法的竹基活性炭。