污泥的超临界水氧化动力学研究

在间歇式反应器中研究了城市污泥的超临界水氧化反应,反应温度为400～450℃、压力为24～28MPa、反应时间为40～515s.结果表明:污泥的有机物去除率可达99 9%以上;在420℃、反应时间为155s时,污泥氧化后残余固体物的体积仅为脱水污泥的4%,反应后剩余收集液的COD小于10mg·L-1.以幂函数方程描述了氧化剂过量时污泥超临界水氧化的反应动力学规律,污泥和氧化剂的反应级数分别为1和0;速率常数与温度的关系符合Arrhenius公式,随反应时间增加、温度升高,有机物的去除率显著增加;速率常数随压力升高而增加,但速率常数的增幅随压力的升高而减小,反应活化体积不是常数.在24MPa时,反应活化能和频率因子分别为(39 11±2 216)kJ·mol-1和(45 2±17 2)s-1,模型计算值与实验值的误差在±8%以内.

改性海绵铁除氧影响因素与机理研究

采用反应动力学分析、表面分析、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了诸外因对改性海绵铁除氧行为的影响及除氧相关机理。结果表明:改性海绵铁表面铜含量增加对除氧能力的促进作用大于比表面积减小使除氧能力降低的影响。改性海绵铁除氧过程为反应控制过程并符合一级反应动力学方程。另外,诸外因中溶液初始pH值和初始电导率对除氧速率常数的影响规律是先增后减。增加改性海绵铁投加量和溶液温度对除氧速率常数的提高具有促进作用,但继续增加改性海绵铁的投加量并不能无限提高除氧速率常数,速率常数存在极限值为0.3663min-1。

化学氧碘激光(COIL)三维混合反应流场数值模拟研究

通过求解层流Navier-Stokes方程和组分输运方程,数值模拟了化学氧碘激光(COIL)三维扩压器和光腔中10组分21反应的内流流场,计算中没有考虑水蒸气在低温下的冷凝以及激光能量的输出。通过与国外文献计算结果比较可知,物性系数、化学反应速率常数、边界条件处理等对组分浓度影响较大,缺乏这些数据库将会影响计算结果。计算表明,三维副流射流基本穿透主流到达中心线,主副流混合较强,激发态粒子高浓度区主要在中心线附近,因此,也只有在中心线附近有较强的小信号增益系数,进一步研究混合增强技术可以提高原材料的使用效率以及激光的出光功率。本研究可为强激光武器系统之新型压力恢复系统的设计提供技术储备。

双酚A在河口水中的光解动力学

为研究双酚A(BPA)在河口水中的光解动力学及水中重要溶解性组分对其光解的影响,在广西钦州大榄江连接茅尾海的河口水域采取水样,通过模拟日光实验研究了河口水中BPA的光解动力学,及河口水中的重要溶解性组分Cl^-,Br^-,溶解性有机质(DOM),NO3^-和HCO3^-对BPA光解的影响.结果表明,河口水中BPA的光解速率常数k值比纯水中大,且上游水样中BPA的k值是下游水样的2.5倍.稳态光解实验表明DOM及其与卤素离子作用显著影响BPA的光解,虽然NO3^-也影响BPA光解,但与DOM共存时,NO3^-的影响不明显.自由基淬灭和竞争反应动力学实验发现激发三重态DOM(3DOM*)和卤素自由基(HRS)是决定河口水样中BPA光降解的主要活性物种,且3DOM*与BPA的反应活性(二级反应速率常数k3DOM*,BPA=4.42×10^8L/(mol·s)要高于HRS与BPA的反应活性(kBPA,Cl·=2.11×10^8L/(mol·s),kBPA,Cl2·-=8.5×10^6L/(mol·s).下游水样中高含量的卤素离子(292mmol/L)易淬灭3DOM*产生反应活性较低的HRS,致使下游水体中BPA的光解速率低于上游水体.