SO2抑制二英从头合成的实验及其过程模拟

实验研究了不同温度下SO₂对二 英（PCDD/Fs）从头合成的抑制特点,运用HSC Chemistry 6.1软件对主要无机化学反应过程进行模拟,探究了SO₂的抑制机理。结果表明,SO₂对PCDD/Fs总浓度和I-TEQ浓度的抑制效果随温度的升高而增强。PCDD/Fs总浓度和I-TEQ浓度抑制率从200℃不足20%分别提高到300℃时的75.6%和77.3%及400℃时的89.2%和80.5%;SO₂的添加促进了PCDD/Fs尤其是PCDDs同系物分布的低氯代化。在从头合成的高温段和低温段,SO₂分别侧重抑制PCDFs和PCDDs。相平衡计算和Gibbs自由能计算表明,SO₂优先与催化剂CuCl₂反应生成无催化活性的CuSO₄,其次与氯源Cl₂反应,最终实现PCDD/Fs的生成抑制。模拟结果对现有硫基抑制机理进行了验证和补充,对高效、廉价抑制剂的开发及工程使用具有重要意义。     

Zn、Cd化合物对模拟飞灰中二英生成的影响

催化剂是二英(PCDD/Fs)从头合成的关键因素,但已有研究仍不足。在实验室条件下利用模拟飞灰(MFA)研究不同金属催化剂对PCDD/Fs生成量及分布的影响。结果表明,Zn O抑制PCDD/Fs的生成,Zn Cl2对PCDD/Fs生成催化作用远大于Cd Cl2,生成PCDD/Fs浓度分别为431.78、6.32 ng·g-1。Zn Cl2催化下生成PCDD/Fs浓度是Zn O的338倍,Cd Cl2催化下生成PCDD/Fs浓度是Cd O的3倍。Zn、Cd化合物催化下生成PCDD/Fs氯化程度低。利用主成分分析(PCA)研究催化剂对PCDD/Fs分布的影响,结果表明不同金属催化剂作用下,17种有毒PCDD/Fs分布变化显著。同时Zn Cl2催化下,反应气氛中氧含量的提高导致PCDD/Fs生成量增加,但是对PCDD/Fs分布的影响有限。     

Zn、Cd 化合物对模拟飞灰中二噁英生成的影响

催化剂是二噁英(PCDD/Fs)从头合成的关键因素,但已有研究仍不足。在实验室条件下利用模拟飞灰(MFA)研究不同金属催化剂对PCDD/Fs生成量及分布的影响。结果表明,ZnO抑制PCDD/Fs的生成,ZnCl₂对PCDD/Fs生成催化作用远大于CdCl₂,生成PCDD/Fs浓度分别为431.78、6.32 ng·g^-1。ZnCl₂催化下生成PCDD/Fs浓度是ZnO的338倍,CdCl₂催化下生成PCDD/Fs浓度是CdO的3倍。Zn、Cd化合物催化下生成PCDD/Fs氯化程度低。利用主成分分析(PCA)研究催化剂对PCDD/Fs分布的影响,结果表明不同金属催化剂作用下,17种有毒PCDD/Fs分布变化显著。同时ZnCl₂催化下,反应气氛中氧含量的提高导致PCDD/Fs生成量增加,但是对PCDD/Fs分布的影响有限。     

PCDD/F从头合成的影响因素和抑制方法

通过对垃圾焚烧过程中PCDD/F的从头合成条件和影响因素进行分析,总结了CuCl2、未燃尽C元素、O2分压和温度等对PCDD/F从头合成的影响规律。发现CuCl2是各因素中影响最大也最为明显的催化剂;250～450℃是PCDD/F从头合成的适宜温度区间,在300℃左右时合成量达到最大值。总结了抑制PCDD/F从头合成的具体方法和措施,在此基础上成功研制了一台日处理能力为3 t/d的医疗垃圾热解装置,通过对产生的热解气和固体残留物抽样化验,表明该装置能够将大部分HCl、SO2等有害成分固化在垃圾热解后剩余的残渣中,而热解气中所含的HCl、SO2等物质则很少,远低于国家规定的有关标准,能够较好地抑制PCDD/F的从头合成,减少对环境造成的二次污染。     

剩余污泥中PCDD/Fs与有机金属化合物的分布特征

分析测定了24座污水处理厂的剩余污泥中多氯代二苯并二英/呋喃(PCDD/Fs)、有机锡和有机铅化合物的浓度及其同系物分布特征,并计算了PCDD/Fs的国际毒性当量(I-TEQ)值。结果表明,剩余污泥中的PCDD/Fs总浓度为104.1~1 661.0pg·g~(-1)和2.51~75.21pg·g~(-1)(I-TEQ),I-TEQ值低于我国土地利用限值;三丁基锡、二丁基锡和二氯二苯基锡的浓度分别为247~3 886ng·g~(-1)、126~629ng·g~(-1)和84~2 133ng·g~(-1);有机铅化合物的总浓度为85~668ng·g~(-1),表明有机铅化合物对环境的潜在影响仍然存在。     

长株潭城市群二噁英污染水平初探

采集长株潭地区土壤/沉积物样品并对样品中二噁英类物质浓度水平和分布形态进行分析研究。结果表明：表层土壤中PCDD/Fs的浓度范围为267～7 509.61 pg/g,均值为2 175.00 pg/g;I-TEQ浓度范围为0.92～10.21 pg/g,均值为4.82 pg/g。PCDD/Fs与我国其他地区相比,处于高浓度水平。表层沉积物PCDD/Fs含量浓度范围为876.17～497 759.30 pg/g,均值为160 765.91pg/g;I-TEQ浓度范围为2.63～1 031.21 pg/g,均值为332.55 pg/g。50%湘江沉积物样品TEQ的浓度大于80 pg/g,说明该地区河流沉积物已经对某些物种构成了威胁。另外分析了土壤/沉积物中PCDD/Fs同类物的分布特征,并分析可能的污染来源。     

硫酸铵和尿素抑制飞灰合成二(口恶)英

二(口恶)英(PCDD/Fs)排放制约了当前焚烧技术在垃圾处置和资源化利用领域的应用和推广。研究了硫酸铵和尿素在不同温度下对垃圾焚烧飞灰合成PCDD/Fs的抑制能力。实验结果表明:高温下(650℃)硫酸铵和尿素对PCDD/Fs合成具有更高的抑制效率,但高温下飞灰合成PCDD/Fs量远低于低温下(350℃)的生成量;PCDD/Fs的降低量均主要来自于PCDFs的减少,并且低温下TeCDF减少量最大,而高温下减少最多的同系物为OCDF。由于实际烟道中,高温处投入的抑制剂会进入低温段继续产生抑制作用,所以仍需要更多的研究正确评价抑制剂的抑制效果和最优使用温度。     

医疗废物组分及氯含量对PCDD/Fs分布特性的影响

为了研究医疗废物组分、氯含量对PCDD/Fs(polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans)分布特性的影响,对单组分、双组分及不同氯含量的医疗废物进行了热解-焚烧试验。通过对PCDD/Fs的分布特性分析,发现不同氯含量塑料生成PCDD/Fs的能力与氯代水平都有所不同。纤维对PVC焚烧生成PCDD/Fs有促进作用,并使其氯代水平有所提高,且对于不同PVC,这种作用有所不同。随着氯含量的增大,六、七、八氯代呋喃的产量呈增大趋势,二口恶英产量变化与氯含量的关联不是很明显,但当氯含量增大到1.73%时,其产量明显提高。相同氯含量不同PVC氯源的医疗废物其生成的PCDD/Fs特性不同。     

河南某医疗废物焚烧厂周边土壤污染特征的研究

为研究医疗废物焚烧厂周边土壤污染状况,以河南省某典型医疗废物焚烧厂为研究对象,对其周围土壤中17种多氯二苯并对二噁英/呋喃(PCDD/Fs)的含量进行了监测。研究结果表明：医疗废物焚烧厂周边土壤中的PCDD/Fs的TEQ浓度为3.8～154 ngTEQ/kg;医疗废物处理厂周边土壤中PCDFs对总TEQ浓度的贡献率均高于PCDDs,且毒性单体贡献最大的是2,3,4,7,8-PeCDF,单体质量浓度最大的是1,2,3,4,6,7,8-HpCDF。     

工业区及周边农业区土壤中二噁英污染水平及暴露风险

选取复合产业工业区及周边农业区土壤进行研究,重点研究了土壤中二噁英的污染水平及土壤摄食暴露风险。通过对14个采样点(包括1个背景点)的研究发现,工业区ΣPCDD/Fs的质量浓度为:1.00×10~3~1.87×10~4 ng/kg,毒性当量为:I-TEQ 3.32~22.9 ng/kg;农业区果园地ΣPCDD/Fs的质量浓度为:117~795 ng/kg,毒性当量为:I-TEQ 0.479~1.11 ng/kg;农业区菜地ΣPCDD/Fs的质量浓度为:717~1.48×10~3 ng/kg,毒性当量为:I-TEQ 1.35~1.76 ng/kg。背景点土壤中二噁英浓度相对较低,质量浓度值为:132 ng/kg,毒性当量为:0.331 ng/kg。对工业区及周边农业区土壤二噁英土壤摄食暴露风险研究结果表明,儿童土壤摄食暴露风险要高于成年人;同时无论是儿童还是成年人,其二噁英的土壤摄食暴露量都比较低。     

SO42-/Fe2O3固体酸催化合成香叶基氯

香叶基氯是一种由异戊二烯为原料合成香料香叶醇的中间体,今以SO42-/Fe2O3固体酸为催化剂,在溶剂环己烷的存在下,异戊二烯与异戊烯氯反应合成了香叶基氯.考察了催化剂制备过程中浸渍H2SO4浓度和焙烧温度对固体酸表面硫含量和反应结果的影响,得到比较好的催化剂制备条件浸渍硫酸浓度和焙烧温度550℃.还考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和溶剂环己烷的用量对反应的影响.实验结果表明,当,WCatWC5Hs=130,WC6H12WC5Hs=10.8,在反应温度18℃时反应2h,异戊二烯的转化率为18.3%,生成香叶基氯的选择性可达到75.2%.     

炉排式生活垃圾焚烧炉烟气中二噁英异构体组分特征

为了解炉排式生活垃圾焚烧炉二噁英产生、排放水平及其异构体组分特征,选取深圳市某垃圾焚烧发电厂4台炉排式焚烧炉,于2013年10月21~26日对其烟气净化设施进、出口断面同步进行废气二噁英监测,并通过高分辨气相色谱/高分辨质谱联用仪(HRGC-HRMS)分析获得二噁英浓度和异构体组分特征。结果表明,炉排式生活垃圾焚烧炉烟气中二噁英主要由高氯代PCDD/Fs组成,当量毒性贡献最大的有毒单体为2,3,4,7,8-PeCDF;二噁英排放浓度范围在0.015~0.072 TEQng/Nm~3之间;有毒六氯代HxCDF单体及其浓度总和均与二噁英I-TEQ呈现出较高相关性,相关系数R~2均在0.96以上,均可作为炉排式垃圾焚烧炉烟气中二噁英I-TEQ的指示物。     

小型医疗废物解耦焚烧处理系统的实验验证

由于医疗废物对人体和环境的危害性，即使是少量医疗废物也需要及时快速无害化处理，这对那些偏远而分散设置的众多中小型医疗机构十分重要。但是，目前还缺乏有效的小型医疗废物清洁高效处理成套技术，难以实现对其快速无害化和减量化处理的需求。本工作针对现有小型医疗废物焚烧处理面临的燃烧与烟气净化方面的问题，基于解耦燃烧原理设计了一种适宜分散性医疗废物高度集成清洁处理的焚烧炉和系统，并进行实验测试。结果表明，解耦焚烧炉可充分实现医疗废物的高效燃烧、抑制氮氧化物(NO_x)和二噁英(PCDD/Fs)的生成；两级湿法小型烟气净化装置可使烟气急速降温以避免二噁英的生成，同时可高效脱除酸性物质和粉尘(PM)。典型混配医疗废物经系统处理后，烟气污染物NO_x,SO₂,PM,CO和PCDD/Fs等的排放浓度按O₂浓度11vol%的折算值分别低于123,1.8,38,53 mg/m³和0.31 ng I-TEQ/m³。新开发的小型医疗废物焚烧处理系统采用燃烧与净化一体化集成设计，结构紧凑，...     

CaSO4氧载体与CO反应中Boudouard反应的热力学分析及其抑制研究

在反应温度500～1200 ℃、CO浓度0.5%～99.0%、CO2浓度0～70%和SO2浓度0～10%条件下,利用化学平衡常数,对化学链燃烧 CaSO4与CO反应过程中Boudouard反应的可行性展开热力学研究,获得了抑制Boudouard反应及积碳生成的方法。由于CaSO4竞争还原反应和Boudouard反应平衡常数的表达形式不同,通过比较各个反应的CO平衡转化率以判断各个反应进行程度的高低。在化学链燃烧燃料反应器适宜温度范围（850～1050 ℃）,CO浓度越高,Boudouard反应越容易进行,SO2浓度对Boudouard反应进行的程度没有影响。而提高反应温度和反应气中CO2浓度,则有利于抑制Boudouard反应的进行。当气体反应物中CO2浓度超过3.7%,即使CO浓度达到95.0%,Boudouard反应不能进行。     

4-氟-2-氯苯胺的合成研究

介绍了以 4 氟苯胺为原料 ,通过乙酰化、氯代、水解三步制备 4 氟 2 氯苯胺的方法 ,对主要的影响因素作了考察并得出结论 :乙酰化反应温度应小于 30℃ ;氯代中 2 /SO2 Cl2为 1∶0 9(mol/mol)时较好 ;在水解阶段盐酸浓度控制在 4mol/L较佳 ,4 氟 2 氯苯胺的纯度大于 99% ,总收率达到 70 %     

黄铜矿低温氯化-选择性氧化提取铜过程

对流化床中黄铜矿精矿低温氯化和选择性氧化提取铜过程进行了研究. 采用二段氯化,使下段排气中残氯和产物S2Cl2在上段中消耗于精矿的氯化,温度分别控制在270和250℃左右,且下段排气残氯浓度不超过0.015%,得到充分氯化的低硫产物. 增设一个反应器,仅用氮气对氯化产物热处理,其硫含量进一步降低. 低硫氯化产物在350~360℃能平稳进行氧化反应,放出的Cl2在上部反应器中用于精矿的氯化而脱除. 稀盐酸对氧化产物浸取有效,pH值在0.30~1.86范围,Cu接近全溶,Fe浸出率不超过5%. 浸出液中Cu, Fe和SO42-浓度随固液比提高呈线性增加,固液比为0.5 g/mL时,Cu浓度超过115 g/L,而Fe/Cu含量比低于0.03,SO42-浓度也很低,满足铜电积操作要求. 同时研究了精矿所含微量贵金属和少量杂质随处理过程的变化.     

生活用纸杯中二噁英及其类似物多氯联苯迁移量的测定

建立生活用纸杯中二噁英(PCDD/Fs)及其类似物多氯联苯(DL-PCBs)迁移量的高分辨气相色谱-高分辨质谱的检测方法。食品模拟物中二噁英及其类似物多氯联苯用正己烷-二氯甲烷溶液提取,浓缩液依次经浓硫酸、多段硅胶柱、氧化铝柱净化和分离后富集,保留时间及高分辨质谱定性,稳定性同位素稀释法定量。PCDD/Fs和DL-PCBs检测限在0.01～0.1ng/L之间,样品加标平行3次的检测结果 PCDD/Fs平均回收率在64.8%～90.2%,RSD为1.05%～8.04%,DL-PCBs平均回收率在69.4%～92.4%,RSD为1.05%～5.96%,具有检测限低,回收率好和精密度高的优点。实际样品检测PCDD/Fs~(13)C_(12)标记同位素定量内标回收率为75.4%～93.1%,DL-PCBs~(13)C_(12)标记同位素定量内标回收率为72.9%～91.6%,满足日常检测要求。该方法准确、快速、可靠,可应用于生活用纸杯中二噁英(PCDD/Fs)及其类似物多氯联苯(DL-PCBs)迁移量的检测分析。     

四丁基溴化铵催化合成2-甲基-2-苯基丙醇

在相转移催化剂四丁基溴化铵存在下,以氯代叔丁基苯和氢氧化钠为原料合成2-甲基-2-苯基丙醇。分别研究了反应温度、反应时间、氢氧化钠浓度、催化剂用量等条件对合成反应的影响,优化了工艺条件:反应温度70℃,反应时间4 h,氢氧化钠浓度20%(m/m),催化剂用量3%(n/n,以氯代叔丁基苯计),收率68.7%。     

SO42-/SnO2固体超强酸的共沸除氯法制备、表征及其催化α-蒎烯异构化

采用共沸除氯法制备SO42-/SnO2固体超强酸,将其应用于α-蒎烯异构化。该催化剂的最佳制备条件：浸渍液硫酸浓度为1.5 mol/L,焙烧温度为550 ℃下焙烧3.0 h;反应最佳条件为：反应温度为110 ℃下反应3.0 h,催化剂用量为松节油中α-蒎烯质量分数的5%;在该条件下,α-蒎烯转化率为100%,莰烯选择性为64.85%。采用FT-IR、XRD、TG-DTA、SEM、BET对催化剂进行表征。结果表明：相同制备条件下,共沸除氯法制备的SO42-/SnO2较溶胶凝胶法与沉淀法制备的SO42-/SnO2催化活性高,超强酸中心多,颗粒小且均匀,团聚少。     

槽外法苯甲酸催化甲苯电合成苯甲醛

以苯甲酸作相转移催化剂,Mn3+/Mn2+为媒介,甲苯为原料,采用槽外法电合成苯甲醛。利用正交实验研究了H2SO4浓度、反应温度和苯甲酸用量对苯甲醛生成速率和产率的影响。结果表明,当每升甲苯含8 g苯甲酸、水相H2SO4浓度为51.6%和反应温度85℃时,苯甲醛的收率大于93%。