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MnO2@海藻酸基炭吸附去除双氯芬酸钠及其再生

化学工程杂志|罗钰; 白波; 王洪伦; 索有瑞; 姚以亮 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室; 陕西西安710054; 中科院西北高原生物研究所; 青海西宁810001
【摘 要】

通过热裂解法制备了MnO2@海藻酸炭微球复合吸附剂,并以双氯芬酸钠为代表,考察了溶液pH值、双氯芬酸钠初始质量浓度和吸附剂投加量对吸附性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)表征了颗粒表面形貌。并以表面富集双氯芬酸的吸附剂为类Fenton体系的催化剂研究了吸附剂的再生效果。结果表明:吸附剂在酸性条件下表现出较好的吸附能力;双氯芬酸钠初始质量浓度越大,平衡吸附量越大;吸附量随着吸附剂投加量的增加而减小;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,从水中吸附DCF是自发的、吸热的,并且在吸附过程中同时起主导作用,吸附过程自发进行并且有效地实现了吸附剂的原位再生和循环使用。

化学工程 文档目录

化学工程杂志环境化工

卤素离子还原三价钴氨络合物的实验研究

摘要:钴氨络合物具有良好的同时脱硫脱硝能力,但是在吸收的过程中,[Co(NH3)6]2+易被氧气氧化为[Co(NH3)6]3+而失去络合NO的能力。为了使反应循环进行,需将[Co(NH3)6]3+还原为[Co(NH3)6]2+。利用碘离子和溴离子做为[Co(NH3)6]3+的还原剂,搭建再生实验台开展pH值、温度以及卤素离子浓度对[Co(NH3)6]3+转化率影响的实验研究,比较2种离子的还原效果。实验结果表明:与溴离子相比,碘离子还原[Co(NH3)6]3+的反应速率更快,达到平衡的时间更短,[Co(NH3)6]3+的转化率更高,还原效果更好。pH值降低、温度升高可促进碘离子和溴离子对[Co(NH3)6]3+的还原。浓度提高对碘离子还原[Co(NH3)6]3+的影响很小,但可提高溴离子做还原剂时[Co(NH3)6]3+的转化率。当溶液的pH值为9.8,温度为50℃,浓度为0.03mol/L时,碘离子做还原剂的[Co(NH3)6]3+转化率最大可达52%,溴离子做还原剂的[Co(NH3)6]3+转化率最大可达33%。
1-5
化学工程杂志传质过程及设备

MnO2@海藻酸基炭吸附去除双氯芬酸钠及其再生

摘要:通过热裂解法制备了MnO2@海藻酸炭微球复合吸附剂,并以双氯芬酸钠为代表,考察了溶液pH值、双氯芬酸钠初始质量浓度和吸附剂投加量对吸附性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)表征了颗粒表面形貌。并以表面富集双氯芬酸的吸附剂为类Fenton体系的催化剂研究了吸附剂的再生效果。结果表明:吸附剂在酸性条件下表现出较好的吸附能力;双氯芬酸钠初始质量浓度越大,平衡吸附量越大;吸附量随着吸附剂投加量的增加而减小;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,从水中吸附DCF是自发的、吸热的,并且在吸附过程中同时起主导作用,吸附过程自发进行并且有效地实现了吸附剂的原位再生和循环使用。
22-28
化学工程杂志化工热力学

EOS+γ法预测CO 2-[emim][Tf 2 N]超额吉布斯自由能及超额焓

摘要:为改善CO2-离子液体(ILs)制冷吸收体系热力学性质参数报道数据较少的缺陷,选择使用Soave(SRK)方程,Wong-Sandler(WS)混合法则和通用化学活度系数(UNIQUAC)模型对新型制冷吸收工质对CO2结合1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(CO2-[emim][Tf2N])体系的相平衡数据进行关联,可得CO2-[emim][Tf2N]制冷吸收剂体系的超额吉布斯自由能(GE)、超额焓(HE)等热力学性质。结果表明:CO2-[emim][Tf2N]制冷吸收剂体系的GE和HE均受温度、压力和CO2液相摩尔分数的影响,GE的变化范围为-878.774—-260.195J/mol,HE的变化范围为-296.532—-26.4945J/mol,由GE,HE均为负值可知混合过程放热,符合热力学变化规律,由此可知CO2-[emim][Tf2N]制冷吸收剂体系具有成为吸收制冷循环新工质的基本特征,为CO2-[emim][Tf2N]用于吸收式制冷体系提供了依据。
46-50
化学工程杂志过程模拟

预混器的工艺计算和数值分析

摘要:根据热解焚烧理论,废物燃烧时会产生热解气体,利用工艺设计方法对热解气的组分以及质量进行计算。同时,得到足够的二次风量,使热解气可以完全燃烧。利用Workbench有限元分析软件,建立预混器流场的数值分析模型,分析热解气和二次风在设备内的混合情况。结果表明:预混器能够起到较好的气体混合效果,设备设计方法是合理的。此外,为了提高设备性能、优化设计,通过改变相关的结构尺寸,研究了设计参数对设备性能的影响。结果发现,缩小混合进口尺寸可以提高二次风的流速,增加混合进口数量能够得到更加均匀的混合效果,选择适当的流道尺寸可以保持合理的热解气流速,而增加预混器的长度则延长了气体的停留时间,均有利于提高预混器的混合性能。
68-72
化学工程杂志生物化工

假单胞菌表面结垢对其原油降解能力的影响

摘要:为了探索菌体表面结垢对石油烃类降解菌原油降解能力的影响,文中以铜绿假单胞菌为实验菌株,研究了碳酸钙垢、硫酸钙垢晶体对铜绿假单胞菌原油降解率的影响,通过光学显微镜、透射电镜探讨了影响机理。结果表明:随培养基中结垢量不断增大,原油降解率均会发生断崖式下降:碳酸钙、硫酸钙结垢量分别由983mg/L增加至1057 mg/L,575 mg/L增加至1017 mg/L时,原油降解率分别由57.72%降低到23.73%,51.68%降低到24.92%。光学显微镜和透射电镜结果表明垢晶体包裹在菌体表面,阻碍了菌体对原油的摄入,当垢晶体沉积量达到一定程度时,菌体无法移动,失去活动能力,导致假单胞菌失去原油降解能力。
1-5
化学工程杂志传热过程及设备

低雷诺数脉动流传热二次流关联性分析

摘要:为探究二次流与低雷诺数脉动流传热的关联性,以“二次流”现象为切入点,“涡及涡运动”为视角,对三角槽道水工质进行了传热实验研究。研究表明,伴有有序涡旋运动的“二次流”通过槽道内流体与主流流体之间的掺混影响热量输运,进而干涉对流换热效果;Strouhal数(St)主要影响涡旋运动路径,相对振幅(A)主要影响涡旋的强度及区域;二次流强度可以用于表征脉动流传热机理。热量输运过程的优化在于:通过调节脉动参数,控制流场中的涡旋运动,改善近壁区的热量装载效率以及主流区的热量输运路径。
21-25
化学工程杂志化工流体力学

水平管道水合物浆液流动特性的数值模拟

摘要:基于欧拉双流体模型,结合颗粒动力学理论,研究不同水合物颗粒体积分数、不同流速下非均匀颗粒水合物浆液流动过程中水合物颗粒聚集行为、流动压降及浆液速度分布。结果表明:浆液流动压降主要受流速影响,速度越大压降越大。颗粒体积分数在20%—35%,压降变化很小,当颗粒体积分数达到55%时,压降明显变大。水合物颗粒聚集程度随流速增大而降低,低水合物颗粒体积分数下,颗粒聚集呈悬浮状。随颗粒体积分数增大,水合物颗粒呈堆积状聚集,易造成管道堵塞;水合物浆速度梯度随颗粒体积分数增大而增大。随流速增大,速度由非对称变成对称分布,出现较大的速度梯度。保障水合物浆稳定安全流动存在一个临界颗粒体积分数和经济流速。数值模拟为水合物浆液管道输送技术的研究提供理论参考。
41-46
化学工程杂志反应工程

硫转移剂水热失活及脱硫动力学研究

摘要:对镁铝尖晶石型硫转移剂水热失活动力学和脱硫动力学进行研究,以便明确脱硫反应历程及工艺条件影响关系。经数学推导,建立了关联老化温度、水蒸气分压及老化时间的硫转移剂水热失活动力学模型;建立能够定量表达原料硫含量、硫转移剂藏量及反应-再生过程中主要工艺参数对硫转移剂脱硫影响规律的脱硫动力学模型。结果表明:硫转移剂水热失活符合一级反应规律,模型相对误差小于3%,有较好水热失活预测能力;硫转移剂脱硫符合二级反应规律,模型相对误差小于5%,能够较好预测不同原料、不同硫转移剂藏量及不同工艺条件下烟气中SO 2含量的大小。
62-67
化学工程杂志能源化工

CO2-[emim][Tf2N]吸收-喷射CCHP性能研究

摘要:为解决当下有关低品位热驱动CO2吸收-喷射式冷热电联供(CCHP)系统研究较少的现状,基于能量守恒和质量守恒原理对工质对为CO2-[emim][Tf2N]的吸收-喷射式CCHP系统建立了相关热力学模型,使用模型计算了不同气体加热器热源入口温度、气体冷却器入口水温、余热回收器入口水温及喷射器背压下,系统的循环制冷量Qe、膨胀机输出功Wexp、供热量Qhe、制冷系数COP、热效率ηthm及效率ηexg的变化趋势。结果表明:随着气体加热器热源温度的升高,系统的Qe,ηthm,ηexg均升高;低气体冷却器入口水温及低余热回收器入口水温均有利于系统性能的提升;喷射器背压升高,系统的Qhe,Wexp,Qe均升高。
1-4
化学工程杂志传质过程及设备

4-甲基-2-(α-甲基苄基)酚铷钾萃取反应机理及热力学研究

摘要:为使卤水中的铷钾得到有效分离,文中研究了4-甲基-2-(α-甲基苄基)酚/脱芳溶剂油在碱性溶液中萃取铷、钾中的反应机理。通过考查分配比与p H值以及萃取剂浓度的关系,采用斜率法与饱和容量法测得了萃合物的组成为MOR·2ROH(M为K~+或Rb~+),确定了萃取反应方程式,证明了该萃取反应为阳离子交换机理,求得表观平衡常数K(Rb)=30.20,K(K)=14.79。通过考查分配比与温度的关系,求得萃取熵ΔS(Rb)=-128.94 J/(K·mol),ΔS(K)=-85.83 J/(K·mol);萃取焓ΔH(Rb)=-29.49 kJ/mol,ΔH(K)=-18.59 kJ/mol;吉布斯自由能ΔG(Rb)=-8.31 kJ/mol,ΔG(K)=-6.57 kJ/mol,证明萃取反应为放热反应,铷的萃取能力大于钾。
10-13
化学工程杂志化工热力学

非甾体抗炎药中间体甲酯化反应的热力学分析

摘要:以丙酸和含不同对位取代基的非甾体抗炎药中间体2-苯丙酸为模型化合物,以其与甲醇的酯化反应为探针反应,采用Joback和Benson基团贡献法计算了模型化合物的基础热力学数据和探针反应的标准摩尔反应焓、标准摩尔反应熵、标准摩尔反应Gibbs函数、标准平衡常数以及平衡转化率,并依此分析了温度、压力、醇酸比以及模型化合物的结构对热力学数据的影响。结果表明:探针反应均为自发过程;升温不利于反应的正向进行,而增压有利于增大反应的平衡常数和转化率;增大醇酸比可以提高反应的转化率;水分对酯化反应平衡转化率的影响较小,而邻近羧基的基团效应则对酯化反应的影响较大;对于含有结构繁杂或基团贡献值缺失的对位取代基的2-苯丙酸类化合物,均可用2-苯丙酸的热力学数据代替进行甲酯化反应的热力学分析。
29-34
化学工程杂志煤化工

基于效率的煤制SNG系统优化

摘要:煤制天然气(SNG)系统变换单元(WGS)和甲烷化单元(METH)对系统的效率有较大的影响。为提高WGS-METH单元(包括变换单元、酸气去除单元、甲烷化单元)的效率,在通用代数建模平台(GAMS)上建立了以为目标函数的非线性模型(NLP),对WGS-METH单元的操作条件和热回收进行了同步优化,对METH循环率对WGS-METH单元效率的影响进行了敏感性分析。结果显示:WGS旁通率为0、METH循环率为0.784、METH分流率为1时,WGS-METH单元效率最高,为85.09%。WGS-METH单元的效率随METH循环率先增加后减少,最优循环率为0.784,循环率较优操作区间为0.725—0.825。
52-57
化学工程杂志化工工艺

响应曲面法优化软锰矿还原浸出的工艺

摘要:使用亚硫酸钠作为还原剂,在酸性条件下还原浸出软锰矿。通过基于中心组合设计的响应曲面法对酸矿比、温度和亚硫酸钠用量的工艺参数进行研究与优化,获得了二阶多项式模型。研究表明:在酸矿比0.36 m L/g、温度62℃、亚硫酸钠用量为理论量的1.24倍的最佳优化条件下,锰、铁浸出率模型预测值分别为96.34%和1.26%,锰和铁的实验平均浸出率为96.61%和1.37%,两者偏差较小,优化方案可信。
72-78
化学工程杂志节能减排

MRC工艺中混合冷剂设计参数与配比的优化

摘要:为了降低天然气液化厂冷剂用量以达到节能降耗的目的,文中通过响应面分析法对中、高压制冷剂的运行工艺参数进行优化,在此基础上,采用Aspen HYSYS软件中的序贯二次程序法对冷剂配比进行了优化,得到了冷剂的最佳工艺参数和最优混合冷剂配比。结果表明:冷剂的最佳工艺参数为中压冷剂压力1 890 k Pa,高压冷剂压力3 800 k Pa,中压冷剂温度36℃,高压冷剂温度36℃,预测的最小单位能耗为391.104 k W·h/t,并通过现场实际生产验证了其可靠性。最优的冷剂摩尔配比为:N27.0%,CH425.0%,C2H432.4%,C3H818.7%,i-C5H1216.9%。在混合冷剂最优条件下,天然气液化装置中冷量利用率提高16.56%,冷剂循环量较优化前降低12.86%,生产每t液化天然气能耗降低7.61%。
1-6
化学工程杂志传质过程及设备

不同轻重比例的十字旋阀塔板压降的实验研究

摘要:在直径为1 000 mm、板间距600 mm、内置4块塔板的不锈钢圆塔中,以空气-水为介质,对十字旋阀塔板的压降进行了实验研究。在相同开孔率15.52%下,考察了3个液流强度和3个堰高条件下,对不同轻重比例(100%,86%,70%,50%,0)十字旋阀塔板压降的影响。结果表明:相同液流强度和堰高条件下,不同轻重比例塔板压降的关系是0>50%>70%>86%>100%;相同轻重比例和堰高条件下,液流强度越大,塔板压降越大;相同轻重比例和液流强度条件下,堰高越大,塔板压降越大;这3种因素导致的塔板压降差异均随着阀孔动能因子F0的增大而逐渐缩小。
15-20
化学工程杂志化工热力学

变温热源的有机朗肯循环性能分析

摘要:研究用于变温热源(烟气余热)动力回收的有机朗肯循环。考察了6种候选有机物工质和不同循环形式(如有无过热、有无回热)。系统净功、热效率、效率作为热力学指标,换热总能效(UA),透平尺寸因数(SP),透平等熵容积流速比(VFR)可大概反映系统尺寸和造价,作为技术经济性指标。采用Matlab编程,以最大净功为目标对循环进行了热力学优化和分析,并对最大净功下系统的经济性做了初步分析。结果表明:采用回热的循环输出更高净功。苯的简单循环输出最大净功,137.14 k W;庚烷的回热循环输出最大净功,156.71 k W。从技术经济性分析,在最大净输出功下,回热循环UA和VFR更小,SP差别不大。
37-42
化学工程杂志反应工程

无溶剂法烷基烯酮二聚体的制备及工艺改进

摘要:以三乙胺和硬脂酰氯为原料,采用无溶剂法制备了烷基烯酮二聚体(AKD),为了避免蒸馏法回收过量三乙胺所带来的高能耗,提出了一种新的工艺对AKD后处理过程进行改进,反应产物在热过滤除去三乙胺盐酸盐后,在低温下过滤得到AKD,所得滤液循环使用。研究了不同参数对反应收率和AKD纯度的影响,最佳反应温度为60℃,反应时间为1.5 h。当三乙胺和硬脂酰氯的摩尔比RTEA/STC>5时,尽管首次采用新鲜原料时反应收率较低,但并不影响后续的循环反应收率,循环反应收率可达86%,而且较高的原料配比可使反应在较低的黏度下进行。多次的循环实验表明,采用文中所提出的方法,操作易于控制、能耗低、反应条件温和,值得进行工业推广。
56-60

期刊名称:化学工程

期刊级别:CSCD核心期刊

期刊人气:4353

杂志介绍:
主管单位:中国华陆工程公司
主办单位:全国化工化学工程设计技术中心站
出版地方:陕西
快捷分类:工业
国际刊号:1005-9954
国内刊号:61-1136/TQ
邮发代号:52-52
创刊时间:1972
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:0.438
综合影响因子:0.300
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