SRB还原SO_(4)^(2-)影响因素的广义灰色关联分析

为探究影响硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)降解污泥还原SO_(4)^(2-)的主要因素,构建广义灰色关联度评价模型,并对变量的重要度进行排序。研究结果表明:在一定条件下,SO_(4)^(2-)还原率随温度及初始pH值的上升呈现先增长后降低的趋势,随氧化还原电位的上升呈现不断降低的趋势;温度,初始pH,氧化还原电位的综合关联度分别为0.690,0.755,0.537,影响SO_(4)^(2-)还原率因素大小顺序为初始pH>温度>氧化还原电位。研究结果可为污泥处理过程中控制硫化氢的释放提供理论支持,并为避免或减少污泥产硫化氢导致的人员伤亡和财产损失提供思路。

低SO_(2)氧化率钒钛基选择性催化还原脱硝催化剂研究进展

选择性催化还原(SCR)脱硝技术是目前烟气氮氧化物控制最主流的技术。商用SCR催化剂主要由V 2O 5-WO_(3)(MoO_(3))/TiO_(2)组成,其中V 2 O 5不仅对烟气中的氮氧化物有催化还原作用,同时也能促进SO_(2)的氧化,导致硫酸铵盐的生成,进而造成催化剂孔道堵塞,活性位点减少,使催化剂活性降低,脱硝效率下降。基于此,主要探讨了钒钛基SCR催化剂对SO_(2)的氧化机理及其研究进展,总结了国内外降低钒钛基SCR催化剂SO_(2)氧化率的一些主要措施,并对此进行了分析和讨论。

火山SO_(2)排放速率反演

SO_(2)紫外相机因在时间分辨率、空间分辨率、探测灵敏度以及探测精度等诸多方面均具有显著优势而成功应用于火山活动监测及其动力学研究。为解决紫外相机反演SO_(2)排放速率容易受烟羽湍流及图像低对比度影响等问题,提出了融入神经网络的光流算法。首先,基于大气紫外辐射传输特性,阐述了SO_(2)紫外相机的工作机理及SO_(2)浓度图像的反演方法;其次,将神经网络融入光流算法,实现了火山烟羽图像中SO_(2)排放速率的精确反演;最后,与传统光流法进行对比,论证了神经网络光流算法的科学性及优越性与精确性。实验结果表明:在图像低对比度及烟羽湍流效应的双重影响下,神经网络光流法可以把边缘反演的误差从94%降低至5%,显著提高了SO_(2)排放速率反演的精确性。

H_(2)SO_(4)-Fe_(2)(SO_(4))_(3)浸出铜精矿过程中铁形态转化研究

H_(2)SO_(4)-Fe_(2)(SO_(4))_(3)浸出体系因其具有成本低、腐蚀性较低等特点,被广泛应用于铜精矿的浸出。由于溶液中Fe的形态变化决定着浸出工艺的经济效益,因此针对浸出液中不同条件下的铁形态进行了研究。研究表明,Fe^(3+)与Fe^(2+)之间的转化主要涉及电子转移,不会改变H^(+)浓度;当浸出液pH值达到2时,会产生大量黄钾铁矾沉淀,并夹杂着质量分数为1.0%的Cu和质量分数为0.5%的Zn;当浸出液中Fe^(2+)质量浓度超过46.5 g/L时,在常温下会产生FeSO_(4)·7H_(2)O结晶,并夹杂着质量分数为1.9%的Cu和质量分数为1.0%的Zn。

抗SO_(2)中毒CO氧化催化剂的研究进展

一氧化碳(CO)是一种广泛存在于工业烟气和机动车尾气中的大气污染物,其过量排放会严重影响人体健康。目前,催化氧化技术广泛应用于CO的排放控制,但工业烟气和机动车尾气中普遍存在的二氧化硫(SO_(2))等有毒组分通常会对CO氧化催化剂造成不可逆的毒害,导致催化剂严重失活。因此,如何提升CO氧化催化剂抗SO_(2)中毒性能已经成为环境催化领域的热点问题。目前,研究人员在设计高抗SO_(2)中毒的催化剂方面取得了丰富的研究成果。通过总结当前主流的CO氧化催化剂的SO_(2)中毒机制,概括了催化剂表面硫物种数量和存在状态的检测分析方法,评述了提升不同种类CO氧化催化剂抗SO_(2)中毒性能的主要策略,深入揭示了SO_(2)在催化剂表面的吸附、转化过程,并揭示了SO_(2)与催化剂表面活性中心的相互作用机制,同时指出了抗SO_(2)中毒CO氧化催化剂的发展瓶颈,以期为设计合成具有优越抗SO_(2)性能的CO氧化催化剂提供重要参考。

SCR催化剂活性组分V对SO_(2)氧化影响的研究

采用超声浸渍法制备V_(2)O_(5)-TiO_(2)催化剂,研究了不同V负载量对催化剂表面SO_(3)生成的影响,并通过N_(2)吸附、X射线衍射(XRD)、拉曼分析(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)等方法对催化剂样品进行表征分析。结果表明:随着活性组分V负载量的增加,反应过程中催化剂的V^(4+)和V^(3+)生成含量也随之增加,催化剂表面酸性增强,导致催化剂表面通过V=O键吸附的氧(Oα)增多;SO_(2)通入后会与催化剂表面的V=O发生反应,V^(5+)被还原为V^(4+)的同时能提供更多的表面吸附氧(Oα),使得SO_(2)被氧化为VOSO_(4),另一方面SO_(2)也会与催化剂表面[V^(5+)]—OH基团发生反应生成HSO_(4)^(-),同时V^(5+)被还原为V^(4+);反应过程中O2的作用并不是直接提供O原子将SO_(2)氧化,而是与VOSO_(4)反应重新生成V=O,使得V^(4+)再次氧化为V^(5+)。

SO_(2)气体介入中非某铜钴矿钴还原浸出反应的新工艺探讨

针对中非某铜钴矿钴还原浸出工艺中存在钴浸出率低、SO_(2)气体利用较低、SO_(2)气体外逸污染环境等难题,通过SO_(2)气体浸出钴的机理研究并结合现场试验研究,创造性采用SO_(2)气体加压与常压联合介入的方式,通过3种工艺路径联合介入钴还原浸出反应,并研制了配套的专用装备。新工艺及其专用装备通过SO_(2)气体与溶液的充分混合,有效控制了气体的逸散,显著提升了SO_(2)气体的溶解度和利用率,加快了还原浸出剂Fe^(2+)的再生速率,通过增强SO_(2)与Fe^(2+)的协同还原浸出作用实现了钴的高效提取。现场试验数据显示:新工艺及其专用装备能实现SO_(2)气体利用率提升15个百分点以上,钴浸出率提高3个百分点,在提高钴产能的同时还降低了生产成本,并有效解决SO_(2)气体外逸污染环境问题。该研究成果能用于指导中非铜钴矿山企业优化改进现有的湿法提取铜钴矿物的生产工艺,显著提升钴的浸出效率,从而增加钴的产能,并通过提升SO_(2)气体利用效率,降低生产成本。

燃煤烟气对商用SCR催化剂氧化SO_(2)性能的影响

作为燃煤电厂常用的商用SCR脱硝催化剂,V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)会将烟气中SO_(2)氧化为SO_(3),从而影响脱硝装置和后续装备安全运行。基于固定床反应器研究了温度和烟气组分对SCR催化剂催化SO_(2)能力的影响规律。结果表明:温度和O_(2)浓度对SO_(3)/SO_(2)转化率的影响较大。温度上升会促进催化剂对SO_(2)的转化,O_(2)体积分数在0~4%时,SO_(3)/SO_(2)转化率随O_(2)浓度上升而上升,O_(2)体积分数超过4%后,对SO_(3)/SO_(2)转化率影响不大。SO_(2)扩散速率和氧化速率共同决定了SO_(3)/SO_(2)转化率。SO_(2)体积分数在0~100×10^(-6)时,SCR催化剂氧化作用下SO_(2)浓度增大促进SO_(2)氧化,而体积分数高于100×10^(-6)时,SO_(2)氧化率则随SO_(2)浓度上升而降低。脱硝过程对SCR催化剂氧化SO_(2)有显著作用,主要表现为NH_(3)与SO_(2)在SCR催化剂上的竞争吸附。当氨氮物质的量比小于1时,随氨氮物质的量比升高时,脱硝效率升高,而SO_(3)/SO_(2)转化率降低;氨氮物质的量比大于1时,脱硝效率变化较小,而SO_(3)/SO_(2)转化率则明显升高。

铈掺杂对钒催化剂催化氧化SO_(2)性能的促进机理研究

采用超声浸渍法制备了氧化铈掺杂前后的V/SiO_(2)和x%Ce-V/SiO_(2)催化剂,利用BET和XRD对催化剂的物化性质进行表征,结合原位Raman技术探究CeO_(2)对钒催化剂实际催化过程的影响,并测定了两组催化剂的SO_(2)氧化转化率。结果表明,4%氧化铈掺杂时钒催化剂的孔径分布得到改善,同时有利于促进活性物质(V^(Ⅴ)O)_(2)O(SO_(4))_(4)^(4-)的生成,并提高五价钒的价态稳定性,避免熔融相中活性物种的损失,4%Ce-V/SiO_(2)催化剂在450℃和425℃的SO_(2)转化率分别比V/SiO_(2)催化剂提升了11.7%和30.1%,且在500~450℃的温度范围内维持着高于90%的转化率。

Mo对平板式V-Mo/Ti脱硝催化剂活性及SO_(2)氧化性能的影响

在工业脱硝催化剂生产线上制备不同MoO_(3)含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂,通过XRF、XRD、N_(2)吸附-脱附、Raman、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、SO_(2)-TPD、TG和耐磨强度对催化剂物化性质进行分析。在固定床反应器中考察催化剂的脱硝活性,并研究MoO_(3)含量对催化剂SO_(2)氧化性能的影响。结果表明,提高催化剂中MoO_(3)含量,对催化剂的晶型、孔结构影响较小,对催化剂单板的机械性能有一定的负面影响。相比V-Mo(3)/Ti催化剂,V-Mo(5)/Ti催化剂的酸性变化不大,还原性能提升,具有更好的脱硝活性。当MoO_(3)含量达到质量分数6.98%时,催化剂的总酸量明显降低,导致脱硝活性下降。提高催化剂中MoO_(3)含量造成脱硝反应过程中副产物N_(2) O生成量的增加,但较高的MoO_(3)含量可以有效减少催化剂对SO_(2)的吸附,减少脱硝反应过程中硫酸氢铵的生成。综合来看,V-Mo(5)/Ti催化剂显示了最佳的反应性能。

大型脱硝中试平台上SO_(3)的低温催化生成特性

为研究SCR系统低温运行时SO_(3)的生成特性,在中试实验台上分析了烟气温度、SO_(2)质量浓度和喷氨量对SO_(3)催化生成特性的影响。结果表明:温度是影响SO_(3)生成率的主要因素;随着烟气温度降低,SO_(3)生成率下降;SO_(3)生成率受SO_(2)质量浓度的影响;入口烟气SO_(2)质量浓度在700~1 150 mg/m^(3)范围内、温度低于260℃时,SO_(3)生成率受SO_(2)质量浓度影响很小;与未喷氨工况相比,在喷氨工况下出口SO_(3)质量浓度和SO_(3)生成率均下降,低温腐蚀概率下降,硫酸氢铵生成概率提高;低温下SCR系统中SO_(3)生成率下降,对低温受热面的危害体现在H_(2)SO_(4)和硫酸氢铵协同作用下的低温腐蚀和堵塞方面。

光镊技术观测悬浮单液滴中过渡金属离子催化的SO_(2)界面氧化反应动力学

硫酸盐是大气气溶胶中重要的二次无机组分,其生成与我国雾霾污染的演化过程密切相关。近年来,发生在气溶胶颗粒中的非均相催化氧化反应被认为对大气硫酸盐的生成具有重要贡献[1]。然而,有关大气中二次硫酸盐生成的主导机制问题,目前依旧存在争议[2-4]。研究发现,发生在气溶胶颗粒表面的过渡金属离子(TMI)催化SO_(2)氧化过程可能是大气硫酸盐生成的一种重要潜在途径。然而,不同环境条件对硫酸盐生成的贡献如何,目前尚未有定论。原因在于,气溶胶颗粒中的硫酸盐生成途径会受到颗粒内物理化学条件的限制,如反应场所、颗粒pH、离子强度、氧化剂供给等。因此,不同途径在不同环境条件下的反应速率可能会存在数量级的差别。SO_(2)转化为硫酸盐的过程作为大气中气粒转化的代表性问题,目前已经成为大气化学、大气气溶胶物理化学领域的热点问题。

采用SO_(2)/O_(2)催化氧化法脱除低铜萃余液中的铁锰

以刚果(金)某企业低铜萃余液为研究对象,开展Na_(2)S_(2)O_(5)/O_(2)催化氧化常温除铁工艺优化研究。着重考察了新型添加剂(BGX)对铁渣过滤性能和沉降性能的影响,pH值对铁、锰沉淀和钴损失的影响。采用扫描电子显微镜-能谱分析仪(SEM/EDS)表征铁渣的微观形貌及元素组成。结果表明:在催化氧化时间6 h、添加剂BGX用量5 g/L时,采用20%CaO作中和剂调节pH值至3.5左右,铁沉淀去除率可超过99.9%,锰沉淀去除率在83%左右,钴夹带损失为0.95%;除铁渣主要以CaSO_(4)、夹带的铁锰沉淀物和独立的铁锰水合物形态存在;添加剂BGX有利于减少钴的夹带损失并可改善过滤性能。

煤油流量对HVOF喷涂FeCrMoSi-Ti_(3)SiC_(2)涂层高温摩擦磨损性能的影响

目的提高燃煤锅炉四管的耐磨性能。方法使用喷雾造粒技术制备FeCrMoSi/Ti_(3)SiC_(2)复合粉末,并利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在12CrMoV基体上制备煤油流量分别为26、28、30、32 L/h的复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)、Raman、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验机研究FeCrMoSi/Ti_(3)SiC_(2)粉末及其涂层相组成、组织结构,检测涂层的力学性能,并对涂层在800℃下的摩擦学性能和磨损机理进行系统分析。结果粉末物相主要由Ti_(3)SiC_(2)、Fe-Cr和TiC组成,涂层的物相与粉末类似,但是新产生了SiC相,且随着煤油流量的升高,Ti_(3)SiC_(2)物相逐渐分解。当煤油流量为30、32 L/h时,涂层内Ti_(3)SiC_(2)物相大量分解。涂层的硬度和断裂韧性随着煤油流量的升高表现出先升高、后降低的趋势,孔隙率和磨损率呈现先减小、后增大的趋势。当煤油流量为28 L/h时,涂层磨损率最低,约为5.44×10^(-15)m^(3)/(N·m)。结论煤油流量为28 L/h时,涂层表面生成的SiO_(2)、TiO_(2)和Fe_(2)O_(3)等氧化物均匀分布在磨痕和对偶球表面,有效阻挡了对偶球和涂层的直接接触,使得涂层显示出最优异的摩擦学性能。涂层的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损。

铌元素改性V_(2)O_(5)-WO3/TiO_(2)催化剂降低脱硝过程SO_(2)的氧化率

本文采用浸渍法制备了Nb改性的V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)催化剂,研究了脱硝反应中Nb负载量对催化剂SO_(2)氧化活性的影响。结果表明,在350℃下,Nb_(2)O_(5)负载量为2%的Nb_(2)O_(5)-V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)催化剂上的SO_(2)氧化率最低(0.6%),而同时NO_(x)的转化率仍能达到95%。采用TGA、氮吸附、XRD、H_(2)-TPR、CO_(2)-TPD、XPS和in-situ DRIFTS等对催化剂进行了表征分析,结果显示,Nb改性后V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)催化剂的晶体结构没有发生明显改变,但是其比表面积小幅度下降,有助于减少对SO_(2)的吸附;同时,改性后催化剂表面的吸附氧含量下降,氧化还原性能也稍微减弱,这有利于降低其对SO_(2)的氧化活性。in-situ DRIFTS结果表明,Nb改性后的Nb-V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)催化剂反应过程中表面中间产物VOSO4的含量明显下降,从而减少了SO_(3)的生成量。

等速升温流态化下CaO/生物质焦的SO_(2)/NO联合脱除特性

燃煤锅炉污染物超低排放标准对电厂脱硫和脱硝系统提出了更高的要求。CaO作为脱硫剂可以实现循环流化床锅炉烟气中SO_(2)的高效脱除,焦炭作为还原剂直接还原NO,同时CaO的存在对焦炭还原NO起催化作用,可以实现燃煤烟气中SO_(2)/NO的联合脱除。为了探究连续温度变化对CaO/生物质焦联合脱硫脱硝性能的影响,在钙循环捕集CO_(2)技术背景下,研究了等速升温流态化下CaO/生物质焦的SO_(2)/NO联合脱除特性。探究了烟气中O_(2)和CO_(2)对CaO/椰壳焦脱除SO_(2)/NO的影响。结果表明,O_(2)通过对椰壳焦表面碳原子的活化作用降低了异相还原NO温度,在300~950℃等速升温过程中CaO/椰壳焦的NO脱除效率逐渐增加,780℃以上能实现100%脱硝。O_(2)也提高了CaO/椰壳焦的脱硫效率。CO_(2)与CaO的碳酸化反应以及与椰壳焦的气化反应对同时脱除SO_(2)/NO有明显抑制作用。O_(2)和CO_(2)共同作用下,在500~800℃内CaO/椰壳焦的脱硝效率随温度升高而增加,脱硫效率先降低后升高。NO促进了CaO/椰壳焦脱除SO_(2),而SO_(2)对脱硝有抑制作用。800℃时CaO/椰壳焦同时脱除SO_(2)和NO的效率分别为97.7%和93.9%。

微藻与木屑混合燃烧SO_(2)与NO排放特性试验研究

采用NBW-A-1000生物质燃烧及后处理分析试验系统对微藻与木屑成型燃料在不同温度、不同配比混燃时SO_(2)与NO排放特性进行在线测量,分析不同条件下SO_(2)与NO的瞬时排放浓度及S、N转化率。结果表明:与微藻相比,木屑单独燃烧时SO_(2)与NO瞬时析出浓度峰值非常小,析出峰出现的时间较迟;随着混合微藻比例的增大,SO_(2)的生成量和S转化率不断增大,NO的生成量和N转化率先增大最后趋于稳定;混合成型燃料在600~900℃燃烧时,SO_(2)与NO析出瞬时浓度曲线均呈单峰结构,温度达到900~1000℃时,SO_(2)与NO析出瞬时浓度曲线呈双峰结构,且随温度的升高,S转换率持续上升。根据生物质成型燃料污染物排放标准,结合燃烧品质要求,微藻与木屑混合成型燃料的最佳微藻配比与燃烧温度分别为10%、800℃,该条件下SO_(2)与NO的析出瞬时浓度峰值分别为36.80、90.80 mg/m^(3)。

混凝-O_(3)/H_(2)O_(2)氧化联合工艺处理工业塑料生产废水的研究

针对塑料生产废水成分复杂、色度高等特点,采用混凝-O_(3)/H_(2)O_(2)氧化联合工艺处理,工业塑料废水混凝沉淀分离后,在温度25℃、pH 7、双氧水0.6 mL/L、臭氧(O_(3))浓度17.28 mg/L条件下氧化反应30 min,出水COD_(Cr)为20.49 mg/L,满足工业塑料废水的排放要求,为塑料制造业生产废水降解提供了新的技术手段。

Simultaneous Oxidization of NO_x and SO_2 by a New Non-thermal Plasma Reactor Enhanced by Catalyst and Additive

The non-thermal plasma as one of the most promising technologies for removing NOx and SO2 has attrm^ted much attention. In this study, a new plasma reactor combined with catalyst and additive was developed to effectively oxidize and remove NOx and SO2 in the flue gas. The experimental results showed that TiO2 could improve the oxidation efficiency of SO2 in the case of applying plasma while having a negative effect on the oxidation process of NO and NOx. With the addition of NH3, the oxidation rates of NOx, NO and SO2 were slightly increased. However, the effect of adding NH3 on NOx oxidation was negative when the temperature was above 200℃.

非洲低品位氧化铜钴矿硫酸体系下SO_(2)强化还原浸出工艺研究

以非洲刚果(金)某铜钴氧化矿为研究对象,主要考察在常规硫酸体系浸出较佳条件下的SO_(2)气体强化还原浸出工艺。试验研究结果表明,在原矿0.074 mm以上粒度占73.63%,硫酸初始浓度27.5 g/L,浸出温度40℃,液固比4∶1,总浸出时间2 h的条件下,先浸出0.5 h后再通入二氧化硫气体,通气时间控制在30 min左右,通入二氧化硫气体的速率为10 mL/min,铜浸出率可达95.06%上,钴浸出率可达81.38%,酸耗2.45 t/t·Cu,二氧化硫气体的用量约为2.51 t/t·Cu。