固体添加剂对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰高温过程中重金属挥发特性的影响

在研究垃圾与污泥掺烧后焚烧飞灰中重金属浸出特征的基础上,重点研究了飞灰在1 000 ℃条件下高温处置过程中重金属(Cu、Zn 、Pb、Cd)随不同停留时间的挥发特性及添加剂(CaO、Al₂O₃、SiO₂、高岭土、粉煤灰)对重金属转化与挥发特性的影响。研究结果表明,飞灰中重金属Zn、Pb、Mn含量较高,Ni的含量较低,而毒性较大的Cd达到29.4 mg/kg。浸出液中七种金属都满足危险废物鉴别标准(GB5085.3-1996),并且重金属的浸出浓度受浸取时间及浸取液pH值影响较大。在同样的高温处置条件下,焚烧飞灰中不同重金属的挥发特性有较大的差别。其中,Pb表现出易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率小于30%。综合来看,飞灰中重金属的挥发性大小依次为Pb>Cd>Zn>Cu。飞灰中添加Al₂O₃和高岭土可以抑制Cd的挥发,添加Al₂O₃后Pb的挥发率有所减少,添加SiO₂、CaO、高岭土、粉煤灰均使Zn的挥发率降低,而对Cu的挥发率没有抑制作用,这与飞灰中高Cl含量及各痕量元素化合物对固体添加剂活性位选择性的竞争吸附有关。     

酸洗污泥与煤共燃烧过程中重金属的迁移分布研究

采用高温管式炉系统进行酸洗污泥与煤共燃烧实验。对共燃烧后As、Cr、Ni、Cd、Cu、Mn、Pb、Zn、Sb、Se重金属元素在烟气、飞灰及炉渣中的分配率进行分析。结果表明,Cd、Se、Zn是易挥发重金属,主要分布在烟气和飞灰中。Cd在烟气中的最大分配率为61%;Se在烟气中的分配率为38.58%~94.612%;Zn在低、高温段分别主要分布在烟气和飞灰中。As、Cu、Pb、Sb是半挥发重金属,Pb在炉渣中的分配率较稳定,分配率为42.67%~64.76%,在烟气和飞灰中的分配率波动较大,其分配率分别是14.176%~45.79%和9.78%~32.55%;Sb在烟气中的最大分配率为37.64%;温度升高反而会抑制As、Cu挥发,这与高温下As、Cu易与矿物质反应生成络合物有关。Ni、Cr、Mn属于难挥发重金属,绝大部分残留在炉渣中,且分配率对温度变化不敏感。赋存于炉渣中的Cr、Ni分别超过95%和97%;随着温度升高,Mn在炉渣中的分配率由71.46%增加到96.89%。     

微波消解/ICP-AES法测定污水处理厂污泥中的重金属

采用微波消解/电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)测定了城市污水处理厂污泥中Cd、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn等8种重金属元素,并优化了ICP仪器工作参数及微波消解条件.方法的检出限为0.001～0.01mg/L.相对标准偏差为2.0%～9.2%(n=7),回收率为85.3%～105.0%.     

不同消解方法分析污泥中重金属含量的比较

采用三种电热板消解体系和两种微波消解体系分别对两种类型的污泥进行消解,并以电感耦合等离子体发射光谱法测定其中的Cu、Pb、Cr、Cd、Ni、Zn等11种金属的含量.结果表明,H2O2-王水-HF微波消解体系可实现污泥中重金属的充分溶解,对样品中Cu、Pb、Cr、Ni回收率可达96%~104%,相对标准偏差为0.16%~3.48%.该方法具有精密度好、准确度高、耗酸量少、操作安全简便等优点,适用于污泥中重金属的分析测定.     

垃圾焚烧炉飞灰熔融特性及重金属的分布

对垃圾焚烧炉飞灰进行了差热分析及熔融实验,探讨了不同熔融温度对试样的灼烧减量及重金属分布特性的影响。结果表明,飞灰试样在1132℃时熔融,在1252℃～1290℃发生二次熔融。灼烧减量在1200℃达到最低值27.5％; Cr、Ni、Cu在熔融体中的固溶率随着沸点的升高而依次升高。重金属Pb、Cd、As、Hg挥发率均超过95％,挥发性依次为Pb>Cd>As>Hg;飞灰中Zn的氧化物熔融后转化为Zn2SiO4、ZnSiO3和ZnAl2O4等不易挥发的化合物,且Zn在1200℃时挥发率最低仅有66.7％。     

煎煮对几种特色南药中重金属元素含量和形态影响

考察了几种特色南药中重金属(Cd,Cr,Cu,Fe,Mn,Ni,Pb,Sr,Zn)的含量状况,并采用形态连续萃取法分析重金属在药材中的形态分布,研究了药材煎煮时药材中重金属的释放及煎煮过程对药材中重金属形态分布的影响。结果表明,几种南药中Cr,Pb,Zn的含量较高,且巴戟天中的重金属总量高于限量标准;原药材中Cr,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn主要存在于有机态和残留态,Fe和Sr主要存在于残留态。煎煮使南药中大量重金属迁移到药汤中;药汤中Cu,Mn,Cr,Pb和Zn主要来自于其在药材中的可交换态、碳酸盐结合态和有机态,而药汤中Sr,Ni和Fe不仅包含其非残留态,更多来自于它们的残留态。为减少药汤中重金属,对于Cu,Mn,Cr,Pb和Zn既要控制在药材中的总量,且需降低它们在药材中的非残留态含量;对于Fe,Ni和Sr则主要是控制其在药材中的总量。     

城市生活垃圾焚烧飞灰重金属的浸出特性

对用流化床焚烧炉混烧垃圾和煤的布袋飞灰进行了重金属的TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)浸出特性实验，探讨了液固比、初始pH值及浸出时间对飞灰中重金属Pb、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn的浸出影响。结果表明，重金属的浸出量都随着液固比的增加而增加，其中Cr、Cu一般呈上升趋势，Cd、Ni、Zn在液固比大于20时曲线变化较平缓，Pb的浸出规律比较特殊，有一个明显的波峰和波谷。重金属在浸取液的pH≤2.90时的浸出浓度远远大于pH≥4.03时的浸出浓度。Pb、Cr、Zn随着浸出时间的增加，浸出浓度下降，而Cd、Ni上升，Cu是先上升后下降。在液固比、初始pH值及浸出时间这三个影响因素中，pH值对重金属的浸出影响较大，重金属在酸性环境下较易浸出。     

Synthesis and Characterization of the cis-Dicyanoiron(Ⅱ) Building Block and Its Interactions with Selected Metal Ions

In this work, a cis-dicyanoiron(Ⅱ) building block, cis-Fe~(Ⅱ)(bpy)_2(CN)_2(1, bpy = 2,2?-bipyridine), has been prepared and fully characterized by IR, electronic absorption spectra, elemental analysis, cyclic voltammetry and single-crystal X-ray diffraction analysis. The interactions of complex 1 with selected metal ions, such as Cu(Ⅱ), Fe(Ⅲ), Pb(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Cd(Ⅱ), Co(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Ni(Ⅱ) and Mn(Ⅱ), were investigated employing electronic absorption spectroscopy. The electronic absorption spectroscopy indicates Cu(Ⅱ), Fe(Ⅲ), Cr(Ⅲ), Cd(Ⅱ), Co(Ⅱ), Zn(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) ions steadily coordinate with 1 via cyanide, respectively. Fluorescent emission intensity of 1 increased upon the addition of Zn(Ⅱ) ion, quenched by adding ions Cu(Ⅱ), Fe(Ⅲ) and Pb(Ⅱ), and it was almost unchanged when adding the Fe(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Cd(Ⅱ), Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ) and Mn(Ⅱ) ions.     

固体进样-石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中重金属

采用直接固体进样-石墨炉原子吸收分析技术,研究了基体改性剂、灰化温度和原子化温度对土壤中As,Cd,Zn,Sn,Hg,Pb,Cr,Cu和Mn 9种重金属含量分析的影响。当As,Cd,Zn,Sn和Hg等元素使用Pd(NO3)2+M g(NO3)2作为基体改进剂时有利于吸光度的增加,而NH4H2PO4作为基体改进剂有利于Pb,Cr,Cu和M n吸光度的增加。方法应用于国家标准物质,结果与推荐值相吻合,方法 RSD优于7.0%,各种重金属方法检出限均低于0.1223 ng。     

湘潭市土壤重金属地球化学特征的统计分析

运用相关性分析、聚类分析、因子分析及直方图分析对湘潭市土壤重金属地球化学特征进行了研究。结果表明：（1）As、Cd、Cu、zn与pH值呈显著正相关;As与Cd、Cu、Ph、zn呈显著正相关;Cd与As、Cu、Pb呈显著正相关;Cu与As、Cd、Pb、Zn呈显著正相关;Pb与As、Cu、zn呈显著正相关;Zn与As、Cd、Cu、Pb呈显著正相关;Hg与其他重金属及pH值不具有显著相关关系。（2）本区重金属分为两类,即Cr、pH、As、Zn、Cu、Cd;Hg、Pb。（3）区内重金属存在3种主要元素组合即As—Cd—Cu—Pb—Zn—pH;Cr—Hg;Cd—pH;（4）区内重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Zn服从正态分布。（5）通过前人对湘潭市土壤重金属进行生态地球化学评价可知,区内Cd、Hg属重污染,从统计分析结果来看,Cd随着本区pH值变化而变化,并与As、Cu、Pb相关性显著;而Hg与pH值及其它重金属之间没有必然联系。     

氧化反应对胜利褐煤水蒸气气化反应的促进作用Ⅰ:宏观反应特性研究

在φ80×3 000mm耐高温不锈钢管气流床反应器中,以150-180μm胜利褐煤为气化原料,考察了800和900℃时添加氧气前后褐煤转化率的变化,研究了氧化反应对水蒸气气化反应影响的宏观特征。结果表明,添加氧气后褐煤转化率明显大于O_2和H_2O气氛下褐煤转化率之和,即向水蒸气气氛添加氧气后褐煤转化率的增幅大于氧气氧化作用导致的褐煤转化率的增幅,随着H_2O含量增大以及温度的升高此现象愈加明显。该协同作用主要是氧化反应对水蒸气气化反应的促进作用造成的。利用φ40×200 mm石英圆筒流化床反应器进行了类似的实验,也发现了该协同作用。同时,借鉴收缩核模型并结合气流床气化实验条件推导了水蒸气气化宏观动力学方程,得到的速率方程(Z-(1-x))~(1/3)=(tβk_(H_2O)/Rρ_C)φ_(H_2O)=K_(H_2Oφ_(H_2O))与实验值吻合较好,添加氧气后水蒸气气化反应速率和水蒸气气化反应表观速率常数K_(H_2O)明显增大,这是氧气对水蒸气气化反应促进作用的动力学特征。     

低阶煤半焦利用热重在O2/CO2、O2/N2和O2/Ar气氛下燃烧特性研究

利用热重研究了两种中国西北典型低阶煤半焦的燃烧特性。探究了不同气氛（O₂/CO₂、O₂/N₂和O₂/Ar）和不同氧气浓度对其燃烧特性的影响。实验结果表明,无论是反应气氛还是氧气浓度都会对低阶煤半焦的燃烧产生影响。相比于N₂和Ar,CO₂明显有利于燃烧反应进行：当反应气氛由O₂/CO₂变为O₂/Ar时,两种不同低阶煤半焦的燃尽温度分别升高了63.7和68.8℃;而当反应气氛由O₂/CO₂变为O₂/N₂时,两种不同低阶煤半焦的燃尽温度分别升高了135.9和129.6℃。在研究范围内,氧气浓度的提高也能明显提高半焦的燃烧性能。与此同时,半焦燃烧特性的动力学分析表明,随着氧气浓度提高,两种半焦燃烧反应的表观活化能E和指前因子A均呈增大趋势。通过对E和A两者关系的分析结果表明,半焦富氧燃烧的活化能和指前因子存在动力学补偿效应。     

Sorbent Concentration Effect on Adsorption of Methyl Orange on Chitosan Beads in Aqueous Solutions

The adsorption of methyl orange（MO） on chitosan（CS） beads in aqueous solutions was investigated by a batch equilibration technique. Special emphasis was focused on the effect of sorbent concentration（cs） on the adsorp- tion equilibration of MO on CS beads. An obvious Cs-effect was observed in the adsorption equilibration, i.e., the ad- sorption amount（F） was declined with Cs increase. The classical Langmuir model adequately described the adsorption isotherm for each given cs. However, it could not be used to predict the cs-effect observed. The applicability of the Langmuir-SCA isotherm, a surface component activity（SCA） model equation, to fit the cs-effect data was examined. In the SCA model, the activity coefficient of sorbent surface sites, fsH2O, was assumed to be a function of cs due to the deviation of a real adsorption system from an ideal one, arisen from sorbent particle-particle interactions in real systems. The results show that the Langmuir-SCA isotherm could accurately describe the c：effect observed under the studied conditions. Furthermore, the effects of temperature（t）, pH, and electrolyte（NaNO3） concentration（ CNaNO3 ） on fsH2O were examined. The results show that fsH2O clearly decreased with increasing t（20-35℃） and pH（5-8）, but no obvious change in fsH2O was observed as CNaNO3 varied in a range 0.001-0.010 mol/L. These results give a better understanding of the cs-effect.     

负载催化剂SmMn2O5/γ-Al2O3负载量对NO氧化的影响

贵金属催化剂对NO_x催化氧化具有优异的催化性能,但催化剂成本较高,而负载型催化剂及非贵金属催化剂受到了广泛的关注。 本文中采用水热法和浸渍法分别制备了SmMn₂O₅纯相催化剂和SmMn₂O₅/γ-Al₂O₃负载催化剂,探索了活性成分SmMn₂O₅含量对NO催化氧化的影响。 对负载SmMn₂O₅不同质量分数(5%~100%)的复合催化剂进行了扫描电子显微镜、比表面积、孔径分布、程序升温还原和程序升温脱附的表征以及NO催化氧化的研究。 当SmMn₂O₅负载量小于50%(35%、25%、15%、5%)时,负载量为25%的催化剂显示出最低的燃点温度(260 ℃),继续增加负载量到50%和75%,与负载25%的复合催化剂相比,起燃温度降低10 ℃,仅高于纯相催化剂40 ℃。 该探索对于SmMn₂O₅催化剂的有效利用将具有一定的指导作用,并为负载型非贵金属催化剂的设计提供一定的思路。     

贫煤O_2/CO_2气氛下燃烧时内在矿物质对SO_2和NO_x排放特性的影响

利用管式炉反应器在550-1 000℃对长治贫煤和脱矿物质煤分别在空气和O_2/CO_2气氛进行了燃烧实验。利用XRF、XRD等分析手段,对煤样的基本性能进行了分析表征,并采用热分析仪(TG-DTG)以及傅里叶红外气体分析仪(AntarisIGS)对贫煤燃烧过程中的燃烧特性和SO_2和NO_x释放规律进行了研究。结果表明,与原煤相比,脱矿物质煤的着火温度和燃烬温度有所降低;O_2/CO_2气氛下,原煤和脱矿物质煤的着火温度和燃烬温度都升高,说明当O_2浓度为20%时,空气气氛比O_2/CO_2气氛更易于着火和燃烬。此外,与长治原煤相比,脱矿物质煤在相同条件下燃烧时SO_2的释放量明显提高,而NO_x的释放量却有所降低。O_2/CO_2气氛下原煤燃烧时SO_2浓度比空气气氛下的要高,而脱矿物质煤燃烧时释放的SO_2浓度明显比空气气氛下的低;O_2/CO_2气氛下原煤和脱矿物质煤燃烧时释放的NOx浓度比空气气氛下燃烧时释放的NO_x浓度要低。     

CO_2含量对污泥再燃还原NO的影响研究

在模拟水泥分解炉的实验台架上研究CO_2浓度(体积分数0-35%)对污泥再燃还原性气体析出特性及其对污泥与污泥焦还原NO反应的动态变化规律的影响。结果表明,污泥再燃产生的还原性气体主要为HCN、NH_3、CH_4及CO;当CO_2浓度从0增加到25%时,由于CO_2与污泥焦气化作用增强,导致HCN、NH_3及CH_4的析出量缓慢下降,而CO析出量显著增加,最终促进NO还原率从51%增加至61%;继续增加CO_2浓度至35%,由于CO_2的辐射吸收导致局部热不稳定性增强,气化作用的减弱导致CO析出量下降,且HCN析出量有较大幅度下降,NH_3析出量变化不大,CH_4析出量有一定幅度上升,综合影响使得NO的还原率逐渐下降至55%。研究表明,实验室条件下污泥再燃能较高效地对烟气中NO进行还原;机理研究表明,污泥再燃过程中同时存在对NO的气气均相还原反应和气固异相还原反应,实验确定污泥焦对NO的气固异相还原率仅为18%,因此,污泥脱硝以气气均相还原反应为主。     

LiMn_2O_4/TiO_2催化剂上甲烷氧化偶联反应性能的研究

采用固相反应法制备了具有尖晶石结构的LiMn_2O_4/TiO_2系列催化剂,探讨了TiO_2、Li/TiO_2、Mn/TiO_2、LiMn_2O_4及LiMn_2O_4/TiO_2等不同组成催化剂的甲烷氧化偶联反应性能,采用XRD、XPS、CO_2-TPD和H_2-TPR等表征方法对该系列催化剂进行了分析。结果表明,具有尖晶石结构的LiMn_2O_4化合物具有较高的甲烷氧化偶联催化活性,在775℃、0.1MPa、7200mL/(h·g),CH_4∶O_2(体积比)为2.5的条件下,甲烷转化率可达25.8%,C2选择性可达43.2%。TiO_2的存在不仅进一步提高了甲烷转化率和C2选择性,还有效抑制了甲烷完全氧化形成CO_2的过程。负载8%LiMn_2O_4的LiMn_2O_4/TiO_2催化剂性能达到最优,此时甲烷转化率达到31.6%,C2选择性为52.4%,CO_2选择性降低到26.3%。考察了不同焙烧温度对催化剂活性的影响,850℃为LiMn_2O_4/TiO_2催化剂的最佳焙烧温度。     

O2/CO2燃烧气氛对混煤灰中矿物质间反应影响研究

对蒙煤与平七煤两种单煤及其按照不同比例组成的混煤,分别在O₂/CO₂和O₂/N₂气氛下,采用管式炉燃烧制取灰样;对灰样进行灰熔点、XRD及同步热分析（TG/DSC）测试,并进行相关热力学计算,分析了O₂/CO₂燃烧方式对混煤灰中矿物质间反应的影响。结果表明,常规灰熔点测试方法测得的两种气氛下的混煤灰熔点没有明显差别。O₂/CO₂气氛促进了煤灰/混煤灰中钙的碳酸化,且明显抑制了高温下CaCO₃的分解。气氛的改变影响了含钙矿物的转化,进而影响了混煤中钙与莫来石反应生成低温共熔物;O₂/CO₂气氛下钙更易于与莫来石发生反应生成低温共熔物,从而会增加结渣倾向。当混煤中蒙煤比例达到或大于75%时,随着蒙煤比例的逐渐增加,莫来石含量减少,O₂/CO₂气氛对钙与莫来石之间的反应影响减弱,但对含铁矿物的影响更加明显,使其更易于生成含铁玻璃体,从而也会增加结渣倾向。     

Temperature dependence of the reaction C2H (C2D) + O2 between 295 and 700 K

The rate coefficients for the reactions of C₂H and C₂D with O₂ have been measured in the temperature range 295 K T 700 K. Both reactions show a slightly negative temperature dependence in this temperature range, with k_C2H+O2 = (3.15 ± 0.04) × 10⁻¹¹ (T/295 K)^{−(0.16 ± 0.02)} cm³ molecule⁻¹ s⁻¹. The kinetic isotope effect is k_C2H/k_C2D = 1.04 ± 0.03 and is constant with temperature to within experimental error. The temperature dependence and the C₂H + O₂ kinetic isotope effect are consistent with a capture-limited metathesis reaction, and suggest that formation of the initial HCCOO adduct is rate-limiting.     

Photochemistry of perfluoroacyl halides in the presence of O2 and CO

Photolyses of CF₃C(O)X and C₂F₅C(O)X (X=Cl, F) at 254 nm in the presence of O₂ yield the perfluorinated radicals C₂F₅O (C₂) and CF₃O (C₁), respectively. The C₂ radicals decompose to give CF₃ radicals:

C₂F₅O→CF₃+CF₂O

which, in turn, react with O₂ leading to the formation of C₁ radicals. When in addition to O₂, CO is present, the C₁ radicals react with it leading to its catalytic oxidation to CO₂. The trioxide CF₃OC(O)O₃C(O)OCF₃ was observed following the photolysis of all four halides in the presence of O₂ and CO.

The other radical partners coming from the initial step in the photolysis (XC(O)) as well as the products of their reaction with O₂ (XC(O)O_y, y=1, 2) do not react with CO but when X=F they lead to the formation of a new stable peroxy molecule with the formula CF₃OC(O)O₂C(O)F. Some of the properties of this new molecule, its stability and its IR features are presented in this work.