采用SrCl_2-NH_4Cl-NH_3工质对的二级吸附式冷冻循环性能

吸附式制冷是一种绿色环保节能的制冷技术,在低于100℃的低品位热能如废热能、太阳能等的利用方面具有广阔的发展前景。为了能够利用这部分的能源,提出了由吸附制冷过程与再吸附过程组成的二级吸附式制冷循环。采用SrCl2-NH4Cl-NH3作为工质对,测试不同蒸发温度与冷却温度下吸附剂的吸附与解吸性能。实验测试结果表明:当热源温度为70℃时,二级吸附式制冷也能够实现-25℃下的冷量输出。在测试工况下,氯化锶的最大吸附量达到了理论吸附量的94%。80℃热源、25℃冷源以及-25℃制冷条件下二级吸附式制冷循环的COP和SCP达到了0.250与160W.kg-1。这个数值与CaCl2-BaCl2-NH3两级冷冻在85℃驱动热源以及同等的冷源与制冷温度条件下的数据相对比,驱动热源需求降低了5℃,COP提高了4%,SCP提高了10%以上。

CaCl_2-BaCl_2-NH_3二级吸附式制冷系统及其制冷性能与仿真

在低于100°C热源、高于30°C冷凝温度的条件下,为了获得-15°C的冷冻工况,采用二级解吸过程设计了氯化钙/氯化钡吸附氨的吸附制冷系统,并对氯化钙/氯化钡工质对的吸附性能参数进行测试,由其性能数据拟合而得到吸附与解吸曲线、耦合吸附与解吸方程和传热方程,并建立系统模型进行仿真.结果表明,该系统可以利用85°C的低温热源,在30°C的冷凝温度条件下获得-15°C的制冷温度,并达到2.62 kW的制冷功率.

多功能热管型二级吸附制冷的循环特性研究

设计了一台以氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对的多功能热管型吸附制冷机组,采用一种新型的基于二次回热的二级循环方式来降低驱动热源的温度梯度,吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由无外加驱动力的多功能热管工作完成。研究结果表明:当解吸温度为103℃及冷却水温度为30℃时,回热型二级循环相对传统二级循环可显著提高机组的工作性能,制冷系数COP及单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在23%以上;相对单级循环,二级吸附循环的最大优点在于能有效利用更低品位的余热和可再生能源作为驱动热源进行制冷,吸附制冷技术在低温热源场合的应用提供了有效途径。

基于沸石和活性炭的二级吸附式制冷循环系统

二级吸附式制冷循环是降低吸附式制冷机驱动热源温度的有效措施,但是存在传质性能下降的问题。通过一级、二级循环吸附剂循环吸附量分析发现,不同循环采用不同吸附剂,可充分挖掘不同吸附剂吸附性能潜力,能够解决二级吸附式制冷循环系统采用单一吸附剂造成传质恶化的局面。本文选择沸石FAM-Z01、活性炭分别为一级、二级循环对应的吸附剂,建立不同吸附剂二级吸附式制冷循环系统,并开展系统性能研究。

湿法炼锌溶液中螯合树脂对Cu^(2+)的吸附机理及行为

针对湿法炼锌酸性浸出液中铜的选择性分离困难、有机物污染严重等问题,筛选出可高效选择性分离Cu^(2+)的D711型螯合树脂,并研究树脂吸附Cu^(2+)的规律及机理。研究结果表明:D711树脂对Cu^(2+)的吸附量随体系酸度升高而降低,当溶液初始H2SO4浓度为0.005 mol/L、接触时间为120 min时,树脂的平衡吸附量为56.11 mg/g;D711树脂与Cu^(2+)反应的吉布斯自由能变ΔG(298 K)为-10.26 kJ/mol,焓变ΔH为-4.91 kJ/mol,熵变ΔS为17.92 J/(mol·K),吸附过程为自发、放热、熵增的过程;D711树脂的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程遵循准二级动力学模型,且速率控制步骤为膜扩散控制;工业湿法炼锌酸性浸出液经二级串联吸附后Cu^(2+)的吸附率可达99.5%以上。吸附前后D711树脂的表面形貌由多孔粗糙状过渡至致密平滑状,树脂的官能团结构稳定,吸附过程中树脂官能团中的N原子参与了反应。

新型煤基吸附剂处理鲁奇炉气化废水中试研究

鲁奇炉的碎煤加压气化技术是目前煤制合成天然气(SNG)的首选技术,该工艺产生的废水是一类典型的含高浓度难降解有机物的工业废水。常规生化处理工艺系统对于废水中挥发酚及氰化物去除率较高,而对难生物降解部分COD的去除率较低,运行稳定性差、处理后难以满足排放及回用要求,工程投资和运行费用偏高。针对一种新型煤基吸附剂(活性焦)作为核心的吸附与生化处理耦合工艺,在实验室小试结果证明技术可行的前提下,以某气化厂鲁奇炉气化废水为对象进行200L/h的中试研究。运行结果表明,二级吸附+生化工艺对废水中的COD、酚具有非常强的去除能力,COD平均去除率为98.75%、总酚平均去除率为99.05%,对氨氮也有一定的去除效果,废水水质经活性焦吸附后明显改善、可生化性显著提高,处理后出水水质优于COD≤80 mg/L、氨氮≤15mg/L的控制目标值,满足后续深度处理要求,是一种经济可行的煤气化废水处理工艺。

聚苯乙烯型氧化哌啶树脂的制备及对苯酚的吸附性能

制备了大孔哌啶弱碱树脂,并经过氧化氢(H2O2)氧化得到大孔氧化哌啶树脂,氧化哌啶树脂对水的亲和性增加,对苯酚的吸附性能增强,动力学吸附性能也好于哌啶树脂.树脂对环己烷中苯酚的动力学吸附符合二级动力学方程,计算得到的吸附量与实验结果相符.

三聚氰酸在活性炭纤维毡表面的吸附及电脱附行为的研究

利用活性炭纤维毡(ACF)对三聚氰酸进行了静态吸附和电脱附,通过透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)对ACF微观结构进行了表征,并通过高效液相色谱(HPLC)检测了三聚氰酸含量.研究了吸附平衡时间、pH等对静态吸附的影响,以及电解质浓度和脱附时间对电脱附率的影响.结果表明:ACF对三聚氰酸的吸附遵循准二级吸附动力学,符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,酸性环境能促进对三聚氰酸的吸附,pH=12时发生脱附再生,用ACF电脱附三聚氰酸最佳脱附时间15min时脱附率可达92.5%.

生物炭对亚甲基蓝的吸附动力学

采用静态吸附试验确定生物炭吸附的最适宜温度、振荡速度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭投加量及吸附时间的范围,选择吸附温度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭的投加量进行正交实验,得到最优吸附工艺条件:反应温度35℃,生物炭的投加量0.4g,亚甲基蓝的浓度45mg/L,生物炭对亚甲基蓝的去除率98.6%,吸附量5.54mg/g.最优条件下的动力学研究表明亚甲基蓝溶质分子在两相界面上进行的吸附达到平衡时,亚甲基蓝浓度与生物炭的吸附量之间符合Freundlich吸附等温线.吸附动力学特性符合准二级吸附动力学,生物炭对于亚甲基蓝的吸附以化学吸附为速率控制步骤.

钢渣对酸性枣红废水的吸附动力学研究

采用搅拌吸附的方式研究了钢渣对酸性枣红废水的吸附动力学,研究结果表明,酸性枣红废水的吸光度不受pH值的影响,最大吸收波长为490 nm;钢渣吸附酸性枣红与内扩散模型符合,动力学控制步骤是孔扩散过程;酸性枣红浓度为100 mg/L,搅拌转速达到250 r/min,外扩散影响基本消除;吸附过程符合准二级吸附速率方程,实际平衡吸附量为1.0734 mg/g,与准二级吸附速率方程的拟合结果较为接近,吸附速率为0.071 mg/(g·min)。

物理化学新实验“累托石对亚甲基蓝吸附”的研究

累托石对染料污染物亚甲基蓝有着良好的吸附作用,其吸附行为可用Langmuir吸附等温式描述;常温下累托石对亚甲基蓝吸附速率快,符合准二级吸附动力学模型;通过测定吸附平衡分配系数还可计算吸附过程热力学函数的变化。本实验验证了界面化学、动力学和热力学中的重要基础知识,是一个综合性、基础性和研究性兼具的物理化学新实验。

有机废液的吸附动力学研究:3.煅烧高岭土

采用煅烧高岭土模拟对核电厂常见有机废液的静态吸附实验,为之后的固化研究提供参考数据。研究了煅烧高岭土对有机废液的吸附特性,并且利用综合热分析仪对吸附后的煅烧高岭土的热物理性能进行了表征。其结果表明:在常温条件下,煅烧高岭土对有机废液的吸附量明显大于对蒸馏水的吸附量,煅烧高岭土对有机废液的吸附符合准二级吸附动力学方程。

铈对微囊藻的生长效应及被富集的动力学研究

研究了稀土元素Ce4+对铜绿微囊藻生长效应及其被铜绿微囊藻富集的动力学过程。结果表明:当Ce4+的添加浓度小于0.2mg/L时,对铜绿微囊藻的生长有促进作用,当Ce4+的添加浓度大于0.2mg/L时铜绿微囊藻的生长受到抑制。Ce4+在铜绿微囊藻中富集的动力学过程可用二级吸附动力学模型表征。

宝钢烧结烟气超低排放技术应用及分析

介绍了宝钢股份炼铁厂采用的两种典型的烧结烟气综合治理工艺,即活性炭二级吸附法、循环流化床脱硫与选择性催化还原脱硝(CFB-SCR)的协同净化法。经运行比较分析可知:两种净化工艺的脱硫与脱硝效率分别可达95%和80%以上,满足烧结满负荷生产的烟气治理需求;活性炭二级吸附法副产物回收利用率较高,废弃量较少,浓硫酸和活性炭粉可冲减成本;CFB-SCR协同净化法的副产物脱硫灰发生量较大,处置费用较高,无资源回收利用收益;在总投资、单位风量投资额以及全口径运行成本方面,活性炭二级吸附法均高于CFB-SCR协同净化法,而在不含折旧运行成本及直接成本方面则反之。此外,烟气净化设施运行管理应统筹考虑脱除污染物的烟气净化运行费用与排放污染物的环保税缴纳,以实现减排控污绿色制造与生产成本合理控制的双赢。

CaCl_2/NaBr/NH_3二级化学吸附循环的实验研究

采用由吸附制冷过程与再吸附过程组成的二级化学吸附冷冻循环系统。再吸附过程能够解决热源温度和环境温度限制的问题。将CaCl_2/NaBr/NH_3作为工质对,测试不同蒸发温度与环境温度下吸附剂的吸附性能。实验结果和性能预测表明:复合吸附剂的密度为400 kg·m^(-3)时,理论COP的范围为0 256～0 277。在热源温度90℃,冷凝温度25℃,蒸发温度5℃时,SCP最大为267.9 W·kg^(-1)。在测试工况下,氯化钙的最大吸附量0.808 kg^(-1),超过了理论吸附量的87%。

新型二级逆流吸附工艺处理模拟含碘放射性废水

为解决除碘吸附剂吸附效率较低的问题,开发出排除吸附剂脱附干扰的新型二级逆流吸附工艺。采用烧杯实验考察吸附剂对自来水中I^-的吸附特性,初始I^-浓度为2.00 mg·L^(-1),90 min达到吸附平衡,且较好符合Langmuir吸附等温式。这种吸附剂吸附I^-后会发生显著的脱附。基于吸附剂的特性和Langmuir吸附等温式,设计出新型二级逆流吸附工艺,并提出该工艺的计算模型,用于预测该工艺出水I^-的浓度。结果表明,该工艺能有效提高模拟放射性废水中I^-的去除效率,其出水I^-的平均浓度为0.150 mg·L^(-1),去除率达到92.5%。计算出水I^-浓度为0.124 mg·L^(-1),去除率为93.8%,实测值与模型计算值接近。与常规单级吸附工艺相比,在相同的吸附剂投加量下,I^-去除率由78.0%提高至92.5%。

硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附量及吸附动力学的影响

在研究聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量、吸附速率的基础上,运用不同吸附动力学模型对试验结果进行拟合。吸附量测试结果表明:掺0.5%、1.0%Na2SO4会显著降低聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,但掺0.1%、0.2%的Na2SO4有利于聚羧酸减水剂的吸附;CaSO4·2H2O对聚羧酸减水剂的吸附量影响不显著。吸附速率测试及拟合结果表明:硫酸盐对聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面吸附动力学的影响规律符合Langmuir准二级吸附动力学模型,Na2SO4通过改变聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的准二级吸附速率常数影响聚羧酸减水剂吸附达到平衡的时间,0.2%、1.0%掺量的Na2SO4均延迟了聚羧酸减水剂达到吸附平衡的时间。掺0.2%Na2SO4使准二级吸附速率常数较不掺硫酸盐时有所提高;掺1.0%Na2SO4的准二级吸附速率常数较不掺硫酸盐时大大降低;CaSO4·2H2O对准二级吸附速率常数的影响较Na2SO4要小。

宝钢烧结烟气超低排放技术集成与实践

为了满足钢铁行业超低排放标准,在源头控制和过程减排基础上,宝钢烧结采用了两条末端协同治理工艺路径,即四电场静电除尘+活性炭二级吸附法、四电场静电除尘+CFB脱硫+SCR脱硝的协同净化法,从而建立烧结烟气全流程超低排放技术集成。对上述两种工艺的装备、减排效果及运行成本等进行了系统分析。结果表明,两种工艺的SO2排放质量浓度均低于20mg/m^3(标准态)的标准,且具备NOx排放质量浓度不高于50mg/m^3(标准态)超低排放限值的潜力,但难以稳定达到颗粒物排放低于10mg/m^3(标准态)限值的要求。活性炭二级吸附法副产物回收利用率高,协同净化法的脱硫灰发生量较大,且需付费处置。在投资额与综合成本方面,活性炭二级吸附法均高于协同净化法,而在不含折旧运行成本及直接成本方面则相反。协同净化法的折算吨矿工序能耗显著高于活性炭二级吸附法。基于环保税额分析单位污染当量数脱除和排放费用,便于统筹考虑生产和环保设施的协同运行。