东北地区非道路移动源排放清单研究及情景预测

与其他地区相比,东北地区冬季低温漫长,有其非道路移动源大气污染物排放清单的独自特征.本文将东北地区分成辽宁省城市群和哈长城市群进行分析.首先,基于《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南》(试行)中的排放因子法建立非道路移动源排放清单,分析其排放以及时空分布特征.其次,结合相关政策目标基于情景分析预测2030年的排放.最后,提出合理的减排建议.结果表明:1)东北地区非道路移动源PM₁₀,PM_2.5,NO_○x,THC和CO排放量分别是13.0×10³,12.5×10³,205.6×10³,37.0×10³和101.1×10³ t;2)两城市群工程机械占比最大,分别为44.5%和44.8%;3)在基准控制情景和强化控制情景下,总体减排效果可提高50%以上.     

超高料层双层烧结富氧强化及烟气排放行为研究

针对超高料层双层烧结矿强度低的问题,采用富氧方法强化双层烧结。研究富氧浓度和燃料用量对烧结矿产质量的影响,分析普通双层烧结和富氧强化双层烧结的烧结矿主要矿物组成和微观结构,研究两者烧结烟气中O₂、CO₂和CO的排放行为。研究结果表明：富氧方法能明显强化超高料层双层烧结,大幅度提高烧结矿成品率和转鼓强度;二次点火后对料层进行富氧,氧气体积分数为25%,烧结矿成品率、转鼓强度、利用系数和固体燃耗分别为69.06%、66.40%、2.09 t/(m²·h)和53.79 kg/t,与普通双层烧结指标相比,成品率、转鼓强度和利用系数分别提高4.11%、7.73%、0.18 t/(m²·h),固体燃耗降低3.23 kg/t;富氧使烧结矿中磁铁矿氧化充分,铁酸钙大量生成,烧结矿结构均质、紧密;富氧增大烧结烟气O₂质量分数,可有效解决下部料层缺氧问题,提高燃料燃烧效率,减少CO排放量。     

钢铁烧结烟气多污染物的排放特征及控制技术

 监测了钢铁烧结烟气的排放特征,发现SO₂排放浓度沿着烧结机方向呈现机头和机尾低、中部高的特点,二噁英的排放浓度与烟气温度正相关,温度高于250℃时二噁英的排放浓度出现峰值.调研了数十台烧结机的烟气排放特征,表明SO₂排放浓度≤2000 mg/m³的占63%,要求脱硫效率大于90%;>2000 mg/m³的占37%,要求脱硫效率大于96%.NO_x排放浓度≤300 mg/m³的占86%,烟气无需脱硝可直接排放;在300~600 mg/m³之间的占14%,要求脱硝效率大于50%.二噁英排放浓度为1.0~5.0ng TEQ/m³,必须采取控制措施才能达标排放.针对烧结烟气SO₂和二噁英浓度高的特点,论述了基于活性炭吸附的活性炭法,以钙基吸收剂脱硫为主、活性炭(焦)脱二噁英为辅的SDA 法、MEROS 法、IOCFB 法等4 种多污染物协同控制技术及脱除效果.     

高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区的数学模拟

基于质量平衡和热量平衡理论,建立了高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区数学模型,系统研究了焦炉煤气喷吹量对回旋区焦炭质量流量、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉腹煤气组成和回旋区形状的影响.研究表明:在维持高炉现有的基准操作不变的条件下,随着焦炉煤气喷吹量的增加,理论燃烧温度呈降低的趋势,而炉腹煤气量呈增加的趋势;为了维持理论燃烧温度和炉腹煤气量与基准操作一致,可通过降低风量和提高富氧率进行热补偿.热补偿后,随着焦炉煤气喷吹量的增加,焦炭质量流量呈上升趋势,炉腹煤气中还原气体积呈增加趋势,回旋区体积呈缩小趋势.每增加1 m3/s的焦炉煤气喷吹量,焦炭质量流量上升1.74%,炉腹煤气中还原气体积增加2.04%,...     

吸附强化焦炉荒煤气重整制氢的热力学分析

采用Aspen Plus软件对焦炉荒煤气重整制氢反应进行热力学分析.研究发现,普通重整(不添加CO₂吸附剂)和吸附强化重整(添加CO₂吸附剂CaO)最佳反应压强都为常压,温度和n_○S/n_○C(蒸汽与C物质的量比)的增加能促使H₂的产量和体积分数(干产气体积分数)增加,但n_○S/n_○C大于3以后增幅不大.CaO的添加会促进重整反应进程,降低最佳重整温度,提升H₂产量和浓度.当n_○S/n_○C=3时,吸附强化重整(n_○CaO/n_○C(CaO与C物质的量比)=1)的最佳反应温度由普通重整的650℃降为450℃,而每100mol焦炉荒煤气产氢量由186mol提升为212mol,氢气体积分数由74%提升为97%,而制氢能耗则由2.26kW·h/m³降为2.00kW·h/m³.     

燃气干衣机半预混旋流燃烧器的一氧化碳排放影响分析

设计一款以丙烷为燃料,适用于燃气干衣机的半预混旋流燃烧器.采用实验测量与数值模拟的方法,研究不同燃气流量和挡环高度对其CO排放的影响.研究表明:在工况中,燃气流量增加使一次空气系数下降,CO生成速率上升,故增加燃气流量后CO浓度升高;挡环主要影响燃烧器头部周围二次空气流场和火焰温度场,增加挡环高度后燃气空气混合程度上升,烟气温度升高;当燃气流量为0.207 m³·h^-1,挡环高度分别为3,11,16 mm时,CO的实测体积比折算值分别为319,242,199 cm³·m^-3,因此,增加挡环高度后CO减排效果明显.模拟结果显示:当燃烧器挡环高度为20 mm时,CO的排放量最低.     

高炉炼铁新技术的数学模拟研究

利用多流体数学模型对革新高炉炼铁技术进行了数学模拟,分析评价了革新操作对炉内现象及高炉生产指标的影响.这些革新炼铁技术包括高炉喷吹含氢物质实现富氢还原,高炉使用热压含碳球团实现低温炼铁,以及高炉炉顶煤气喷吹加强C和H的利用.多流体模型的模拟解析表明,高炉超高效率操作(高产、低能耗和低CO2排放)可通过这些革新技术的实际应用来实现.     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制II:电除尘电源改造与PM10和PM2.5的排放(以660 MW 机组为例)

 通过对比660 MW 燃煤锅炉电除尘改造前后细颗粒物(PM_2.5)和颗粒物(PM₁₀)的排放,讨论电除尘改造的必要性及可行性.四电场电除尘器在常规单相电源供电下,PM₁₀和PM_2.5的排放浓度分别在63 和23 mg/m³左右,总排放在75 mg/m³左右;采用三相高压电源时PM₁₀和PM_2.5的排放可控制在15 和2.5 mg/m³以下,总排放在18 mg/m³左右,PM₁₀和PM_2.5的排放分别减排76%和89%以上.     

田间管理措施及土壤侵蚀对农田温室气体通量的影响

针不同田间管理措施及土壤侵蚀对农田温室气体通量的影响, 应用反硝化分解模型(DNDC 模型), 选取中国科学院禹城综合试验站作为研究区域, 结合该区域的气象、土壤和田间管理措施等数据, 模拟在不同施氮量、施肥深度以及土壤侵蚀条件下的CO₂和N₂O气体通量。结果表明: DNDC模型对农田CO₂和N₂O气体通量的模拟效果较好; 施氮量从实际施氮量的0.5 倍升高到1.5 倍的过程中, N₂O排放通量从1.06 mg/(m²·d)线性地增加至2.88 mg/(m²·d), C的净固定量亦从1.38 g/(m²·d)逐渐增加至2.07 g/(m²·d), 但增加趋势逐渐变缓; 在施肥深度从5 cm变化到20 cm的过程中, N₂O排放通量从2.88 mg/(m²·d)降低至0.68 mg/(m²·d); 当施肥深度从0.2 cm升高到20 cm时, C的净固定量从1.79 g/(m²·d)逐渐升高至2.32 g/(m²·d), 但增加趋势逐渐变缓; 在土壤侵蚀的影响下, C的净固定量和N₂O的排放量分别升高11%和4%。研究结果可为国家温室气体通量清单的编制及相关管理政策的制定提供参考依据。     

CO2-O2混合喷吹对铁液中C、V元素氧化的影响

为了验证用CO2替代部分O2进行转炉氧化提钒的可行性,在实验室进行了CO2-O2混合喷吹提钒模拟实验。结果显示C的氧化量与C的氧化速率随CO2含量的增加而升高;V的氧化量随CO2含量的增加而降低,其中CO2含量为20%与纯O2对C、V的氧化量接近;纯O2喷吹时C的氧化量为34.56%,V的氧化量为96.85%;CO2含量为20%混合气体喷吹时C的氧化量为36.83%,V的氧化量为93.29%;以V的相对氧化量与C的相对氧化量的比值(ΔV/ΔC)来衡量提钒保碳能力,CO2含量为20%的最终ΔV/ΔC为5.96,CO2含量,40%、60%、80%的最终ΔV/ΔC均小于3.8;反应前期,V的氧化速率随CO2含量的增加而升高,反应后期V的氧化速率随CO2含量的增加而降低。     

冬季低温地区道路移动源大气污染物排放清单

研究了冬季低温地区道路移动源排放清单及污染特征.以长春市为例，基于测试和“道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南”，建立了2016年全年的道路移动源大气污染物排放清单，利用ArcGIS进行空间分配，并基于IVE模型分析典型车辆启动排放贡献率.结果表明，长春市道路移动源CO，HC，NO_○x，PM_2.5和PM₁₀年排放量分别为13.17，2.90，4.09，0.22，0.24万t;小型客车和重型货车分别为CO，HC和NO_○x，PM₁₀的主要来源;启动阶段，长春市典型车辆冬季启动贡献率高于上海市;另外，道路移动源排放强度呈现出由城市中心向边缘递减的趋势.     

低温下CO选择性催化还原NO_x的实验研究

进行了CO作为还原剂选择性催化还原低温烟气中NO_x的实验.主要考察了反应温度、活性金属负载质量比、活性金属种类3个因素对脱硝效率及CO转化率的影响.结果表明:考察温度窗口内(100~180℃),随着反应温度的升高,Cu-Co/Al_2O_3催化剂的NO脱除率逐渐升高,Cu-Mn/Al_2O_3催化剂的NO脱除率先升高后降低,CO转化率不断增大;随着活性金属负载质量比的改变,实验工况下Cu-Co/Al_2O_3和Cu-Mn/Al_2O_3催化剂活性金属负载质量比均为1.5时催化剂的脱硝性能最优;Cu-Mn/Al_2O_3的整体NO脱除率高于Cu-Co/Al_2O_3;8种催化剂中活性金属负载质量比为1.5的Cu-Mn/Al_2O_3催化剂在160℃下脱硝效果最好.     

铁矿烧结工艺中温室气体CO2的排放规律

采用KM9106综合烟气分析仪对烧结工艺过程温室气体Cox排放规律进行研究. 研究结果表明: 在烧结过程中, 温室气体Cox排放变化情况能够很好地反映烧结过程固体燃料焦粉的燃烧状况, 证明烧结过程焦粉的燃烧是以生成CO2的完全燃烧反应为主, 但仍有部分生成CO的未完全燃烧反应存在;烧结烟气中CO2浓度降为零时所对应的点与烧结废气温度为最大值有很好的对应关系, 能很好地用于确定烧结终点;焦粉配比对烧结过程固体燃料燃烧的影响能明确地从温室气体Cox的排放情况表现出来, 而且, 通过判断燃料燃烧状况, 可以推测出烧结矿产质量的优劣, 用于指导烧结生产.     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制I:电除尘选型及工业应用

 针对电除尘细颗粒物(PM_2.5)排放控制,提出利用电除尘指数指导电除尘本体和电源设计选型技术的原理和方法,并介绍电除尘改造的应用案例.通过优化电除尘指数、采用三相高压电源开展电除尘改造和选型.通过电除尘和脱硫塔除雾器的同步改造,可以实现烟囱出口颗粒物排放浓度低于5 mg/m³,同时,PM_2.5 (直径2.5 μm 以下的颗粒物)排放浓度低于2.5 mg/m³.示范工程还表明当电除尘器出口PM₁₀(直径10 μm 以下的颗粒物)排放在6~30 mg/m³时,PM_2.5占PM₁₀比例为6%至20%;当PM₁₀排放在5~15 mg/m³时,PM_2.5排放可低于2.5 mg/m³.     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制III:电除尘电源及小分区改造与PM10和PM2.5的排放(以4×330 MW机组为例)

 讨论了4 台典型电除尘改造和细颗粒物(PM_2.5)排放控制,对四电场电除尘器通过本体小分区和电源改造实现了颗粒物(PM₁₀)和细颗粒物(PM_2.5)的超低排放控制.仅对五电场电除尘器进行电源改造,即可实现PM₁₀和PM_2.5的超低排放,电除尘出口PM₁₀和PM_2.5可分别控制在15 和2 mg/m³以下.脱硫塔对PM₁₀有较好的捕集效果,但对PM_2.5的去除几乎没有效果.电除尘振打引起的二次飞扬过程及烟气温度也影响PM₁₀和PM_2.5的排放,当烟气温度从150~160℃降低到约110℃时,电除尘出口及脱硫塔出口的PM_2.5均在2 mg/m³以下.     

烧结烟气SO_2浓度分布规律及影响因素分析

根据混合料烧结过程SO_2的吸收-放出机理,建立了烧结烟气SO_2浓度分布计算模型,以国内某360 m2烧结机为例,研究了在烧结机带长方向上料层高度、台车运行速率、混合料配碳量和含水量对烟气SO_2浓度分布的影响.研究结果表明:烧结烟气SO_2浓度在带长方向上呈Cubic函数规律分布,SO_2浓度峰值点的位置随混合料配碳量的增加及料层高度、台车运行速率和混合料含水量的减少而前移,且前3种因素的变化对SO_2浓度分布影响较明显;在混合料含水率一定(7%)的情况下,控制料层高度在650~700 mm之间,台车运行速率和混合料配碳量分别约为2.3 m/min和3%,烧结机运行方向上约前1/3段的SO_2浓度低于200 mg/m~3.     

布袋除尘器改造电除尘器关键技术在600 MW燃煤机组超低排放改造工程中的应用分析

 山西鲁能河曲发电公司完成了2×600 MW燃煤机组布袋除尘器改造为低低温电除尘器,实现了超低排放,通过协同优化三相电源低低温电除尘器和湿法脱硫同步实现SO₂和颗粒物的超低排放,针对本燃煤机组工况特点以及原布袋除尘器本体大小,通过对电除尘器本体选型、流场优化、三相电源等关键技术的工程应用,完成布袋除尘器改造电除尘器。结果表明：在电除尘器比集尘面积为83.5 m²/（m³·s）、入口烟尘质量浓度为35.8 g/m³的条件下,电除尘器出口烟尘排放总质量浓度在9.93~14.69 mg/m³,其中PM_2.5排放质量浓度不高于1.58 mg/m³。三相电源低低温电除尘集成湿法脱硫可满足燃煤电厂超低排放要求。