重金属在油菜秆热解过程中的迁移规律

以含重金属油菜秆为研究对象,采用热重分析仪研究其热解特性,采用管式炉热解装置研究热解温度和热解时间对Cd,Zn,Mn,Cu,Cr和Ni等重金属迁移的影响。研究结果表明:随升温速率增加,油菜秆质量损失率增大,TG和DTG曲线向高温区移动,残余固体质量增大;油菜秆热解产炭中重金属明显富集(Cd除外),且重金属总保留率随热解温度升高呈先升高后降低趋势,而随热解时间延长则逐步降低;在热解温度为500℃、热解时间为10 min时,重金属总保留率最高;各重金属的挥发性存在较大差异,其中Cd为易挥发性元素,Zn和Cu为中等挥发性元素,Mn,Cr和Ni为难挥发性元素。     

含Cd油菜秆热解实验研究

以含Cd油菜秆(Cd-RS)为研究对象,通过热解实验研究重金属Cd对油菜秆(RS)热解产物的影响规律以及Cd在油菜秆热解过程中的迁移转化机制。研究结果表明:Cd-RS生物油产率随热解温度升高呈先升高后降低趋势,并在500℃达到最大值,为50.95%;适量Cd可有效提高生物油和生物炭产率,同时大幅降低生物气产率。Cd导致气体产物中的H2体积分数升高,CO2,CO和CH4体积分数降低,同时气体热值大幅降低。相比于RS,Cd-RS热解炭中的固定组分的质量分数降低,挥发分和灰分质量分数升高,C和H质量分数降低,O质量分数升高,热值大幅下降。随着热解温度从400升至600℃,Cd的保留率从84.97%快速降至4.29%,适当降低热解温度可有效防止油菜秆中Cd的挥发,油菜秆中的Cd经热解后以单质Cd,CdO和CdS形式存在于热解残炭中,其对环境的危害性大大降低。     

酒石酸淋洗过程中重金属形态变化

在实验室条件下,研究了酒石酸淋洗前后污染土壤过程中镉、铅、铜、锌四种重金属离子形态的变化.结果表明,不同形态的重金属具有不同的环境风险,淋洗前土壤中镉主要以交换态形式存在,铅主要分布在残余态中,锌主要分布在氧化物结合态和残余态中,铜主要分布在有机态和残余态中.酒石酸淋洗能有效去除交换态、碳酸盐结合态和氧化物结合态部分重金属,从而大大降低了原污染土壤的环境风险.     

植物修复收获物热解制备生物炭过程中重金属的稳定性研究

基于重金属污染土壤植物修复过程中产生大量含重金属的生物质收获物,以含重金属芦竹收获物为研究对象,通过在芦竹收获物中添加化学固定材料,研究其热解制备生物炭过程中As,Cd和Pb等重金属的稳定与富集特征。研究结果表明:热解过程中生物质中重金属主要富集在生物炭中,其质量分数及存在形态明显受热解温度、热解时间、固定材料种类及添加量等因素影响;在250℃下添加0.5%(质量分数,下同)的Na OH、热解0.50 h,生物炭产率达到86%;芦竹生物质热解制备生物炭过程中As的稳定适宜条件为在300℃添加2%Na OH,热解2.00 h;Cd的稳定适宜条件为在250℃添加5%Fe Cl3,热解0.50 h;Pb的稳定适宜条件为在400℃添加5%Ca CO3,热解1.00 h;添加Fe Cl3热解得到的生物炭比表面积达到0.31 m2/mg,重金属固定率提高;添加固定材料Na OH后热解制备的生物炭中As主要以残渣态存在,添加Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中As主要以可氧化态存在;添加Na OH,Ca CO3,Al2O3和Fe Cl3等固定材料后热解制备的生物炭中Cd主要以残渣态存在,Pb主要以可氧化态存在。     

利用油菜秆制备活性炭的工艺研究

研究了以油菜秆为原料制备活性类的工艺问题。采用正交试验方法对影响活性炭性能的因素如活化剂的浓度、原料预浸时间、炭化时间、活化温度等进行了研究,得到了制备优质活性炭的最佳工艺:磷酸浓度为50%,原料预浸时间15 h,碳化时间1 h,活化温度750℃。利用比表面及孔隙度分析仪对活性炭的孔结构进行分析,其平均孔径为2.3 nm,比表面积为890 m2·g-1。     

热解过程中油页岩孔隙率变化规律

为预测原位热解工艺带来的水文地质环境变化,通过控制热解温度和时间的方法研究了不同热解程度油页岩的孔隙率变化规律。从油母质热解造成油页岩孔隙率变化的机理出发,结合油页岩的热解反应速率方程,建立了热解过程中油页岩的孔隙率变化定量模型,并将理论值与实验值进行了对比验证。结果表明:该模型计算结果与实验数据吻合良好,误差较小。可见该孔隙率定量模型能够较准确地计算热解过程中油页岩的孔隙率。     

红麻秆细胞和纤维形态的研究

通过对红麻秆细胞和纤维形态的观察测定,得出在不同生长部位的纤维长度、宽度、壁厚、腔径、长宽比、壁腔比。分析红麻纤维在不同生长部位的微观结构和细胞结构,得出不同生长部位的纤维尺寸分布情况,为有效利用麻秆纤维提供基础理论依据,做到真正意义的变废为宝。     

毛竹竹秆秆柄形态与解剖学研究

目的 揭示毛竹竹秆秆柄形态学与解剖学特征。方法 利用形态统计学、滑走切片与石蜡切片技术对不同发育时期毛竹秆柄形态与解剖结构进行研究。结果 毛竹成熟笋秆柄长约3.22 cm, 基部、中部与上部直径分别约为1.2、1.4与1.9 cm,平均具有约14个芽鳞片。解剖学分析显示,毛竹秆柄为实心结构,从外到内依次分布有表皮、下皮、皮层、维管组织与基本组织。其中,下皮约7层细胞,皮层约25层细胞,秆柄横切面维管束分布数量约672个。毛竹竹秆秆柄维管束从形态上可分为6种类型,以仅具有单个后生导管的纤维帽闭合式维管束为主,其形态显著不同于毛竹竹秆与竹鞭节间典型的开放式维管束。同时薄壁细胞纵向排列不规则,且无明显的长、短细胞之分。纵切显示,秆柄木质化程度、维管束密度均为底部最高,中部次之,上部最低。对不同初生增粗生长期笋芽秆柄形态与解剖学观察发现,发育后期笋芽秆柄芽鳞片数、长度与直径均与成熟笋秆柄接近;同时发育前期笋芽秆柄已具有与成熟笋秆柄相同的芽鳞片数;但秆柄长度变化从小到大依次为发育前期笋芽<发育中期笋芽<发育后期笋芽。结论 毛竹竹秆秆柄解剖学结构显著不同于竹秆;秆柄基本结构在笋芽的发育前期已分化完成;发育前期至发育后期笋芽秆柄具有一个明显的伸长生长过程。     

水体中重金属的形态分析方法

水体中重金属的形态分析方法主要有实验分离测定和模式计算两大类 .本文重点概述了近年来以实验分离测定为手段的重金属形态分析方法     

生物质热解过程中焦油形成机理的研究

以组成生物质的纤维素和木质素为研究对象,考查了焦油的成分随温度的变化关系,并对焦油的形成机理进行探讨.实验结果发现:纤维素在热解过程中收集到的焦油组成主要以酸、醛、酮、酚为主,且随温度的增加,焦油组成中的酸、醛、酮、酚组份发生二次热裂解向苯、萘等芳香化程度增加的过程转化,而木质素在热解过程中收集到的焦油组成主要以苯、甲苯以及多环芳烃为主,且随温度增加,甲苯进一步向苯及多环芳烃进行转化.     

重庆市生活垃圾中重金属的形态分布研究

用Tessier的分组原则和连续提取方法，对重庆市几个渣场的生活垃圾中Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Mn、Ni七种重金属的存在形态进行了详细研究，探讨了各元素的形态分布规律和迁移特性。     

密云水库沉积物中重金属元素分布及形态研究

主要研究了北京市密云水库沉积物中重金属的总量以及形态分布特征,采用风险评价准则法(RAC)和Tucker3模型探讨沉积物中重金属的潜在危害性.结果表明,各重金属元素的平均含量都超过北京市土壤背景值,重金属元素有一定的富集.Cu有机结合态约占总量的3%～68%;Mn可交换态、碳酸盐结合态约占总量的1%～18%、7%～31%;Pb、Zn的铁锰氧化物结合态分别占总量的12%～53%、4%～27%;其它重金属均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,平均含量占总量的80%以上.根据RAC法得出,Mn(除采样点18)处于中等风险甚至高风险等级;Pb、Zn、Cu属从低风险到中等风险级;Ni、V、Cr、Ti的潜在生态风险较低.该结论将为北京市密云水库保护、人体健康安全保护措施的制定提供科学依据.     

水合醋酸铜热解过程动力学研究

为了用醋酸铜取代昂贵难求的醋酸铑作原料,合成在太阳能利用方面很有前途的过渡金属双核络合物光敏荆,用热重(TG)法求得了水合醋酸铜热解过程2个步骤的有关动力学参数:第一步骤对应温度为66～140℃;反应级数n=1;表观活化能E=91.7kJ·mol~(-1);指前因子A=6.65×10~(11)min~(-1).第二步骤对应温度为223～295℃;n=1;E=163kJ.mol~(-1);A=7.95×10~(14)min~(-1).确定了2个步骤的速率常数k对温度T的函数关系式.计算了第二步骤的标准活化熵△_r~≠S_m~(?)=34.2J·mol~(-1)·K~(-1),标准活化焓△_r~≠H_m~(?)=162kJ·mol~(-1).评价了醋酸铜的热稳定性,并确定了用其作原料合成双核铜络合物时的适宜反应温度.     

煤热解过程中含硫化物的转化问题研究

煤的热解是煤气化、液化和燃烧等煤热转化过程的基础。煤热解化学研究与煤的热加工技术关系密切,取得的研究结果对煤的热加工有直接的指导作用。另外,煤的热解作为单独的燃前预处理工艺在提高煤的利用效率和污染物控制方面的功能受到越来越多的重视。其学术思想是:不追求煤的百分之百转化,依据煤结构和组成本质以及不同组份的反应性特征,将煤优化集成为洁净的气、液、固体燃料,使煤利用过程效率提高,同时煤中污染物得到经济有效地脱除。     

煤热解过程中有害元素的迁移机理研究

现代社会高度重视环境保护,对煤中有害微量元素在煤利用过程中的迁移也非常关注,在所有煤中有害微量元素中人们最为关注的包括氟、氯、汞、砷等,这四种元素在煤热解过程中均可以获得较高的挥发性,在燃烧和气化过程中挥发性更高,煤的利用是环境中氟、氯、汞、砷的重要来源。这些元素进入环境后造成环境污染,严重影响人类的生产和生活质量。     

煤热解过程中焦炭氮变化规律的试验研究

为研究煤中氮在燃烧第一阶段随挥发分析出进入均相反应与残留煤焦发生异相反应的比例,评估均相反应与异相反应对最终氮氧化物排放贡献的大小提供依据,建立了固定床反应系统并在低加热速率条件下研究了煤阶、温度、脱灰以及不同灰成分在热解过程中对焦炭氮转化率变化规律的影响.研究发现:当高阶煤热解时,氮更多地保留在煤焦中,而低阶煤中的氮则容易析出形成气态含氮产物;高温利于氮从煤焦中析出;脱灰对低阶煤中氮的析出有强烈的抑制作用,脱灰对高阶煤的影响不如低阶煤明显;煤中含Ti、Na、K、Fe和Ca等类矿物质在温度高于800℃时促进氮从煤焦中析出,Mg的存在使焦炭氮的转化率略有提高,Si和Al类矿物质对于氮的析出无明显作用.     

关于城市公路沉积物中不同形态重金属分析研究

近代随着工农业的迅速发展,城市污染逐年严重,其中重金属污染以其污染广泛,持续时间长,不易降解等特点成为主要的城市污染物。本文以某城市不同地点公路地面沉积物中重金属为研究重点,对不同地点沉积物中重金属总量及各种形态进行了测量,结果表明Cu的总含量十字路口点位最高;Fe的总含量某汽车站点位最高;Pb的总含量长途东站车站外点位最高;Zn的总含量十字路口点位最高。     

油页岩热解过程中硫的析出特性

利用微量硫分析仪对甘肃窑街油页岩热解过程中硫的析出特性进行分析,考察了不同温度和催化剂作用下热解气中硫的形态分布和析出特点。结果表明:油页岩在低温下总硫的析出量最大;随着温度升高,总硫的析出变化复杂,475℃的析出量最大为5 060.41 mg/m3;热解气中,H2S的析出量最大,475℃时为5 272.66 mg/m3。不同温度下,油页岩中硫的析出机理不同。添加催化剂对油页岩中硫的析出具有促进作用,膨润土和Mo S2对硫的析出的促进作用最大,总硫析出量比常规热解提高4.58倍和3.95倍;活性白土和环烷酸钴的促进作用最小,分别比常规热解提高64.01%和32.95%。