大气NO_x无动力采样与检测技术的研究

鉴于扩散式大气采样器具有不需动力,不需专人看护,体积小,重量轻,携带方便等特点而受到人们的重视,尤为重要的是它可以弥补常规监测仪器在多点、同步、连续24h监测等方面的不足且价廉,扩大了应用的时空范围,十分适合于发展中国家的需要。 我们在前几年研制成NO_2,SO_2,CO无动力采样器之后,又研制成了NO_x无动力采样器。NO_x和NO_2两种无动力采样器的联合使用,可以同时获得大气中NO_x,NO_2和NO三者的浓度值。     

S1A—02燃汽轮机NOx污染物排放量的测量与分析

本文在研究国内外有关 NO_x 测量与控制的基础上,参考柴油机 NO_x 排放物测量标准,设计并组装了测量装置,测量 S1A-02燃机和 S1A-02DFC 机组(双工质循环)在不同工况下的 NO_x 排放量.从而得到 NO_x 排放量与燃烧室进口处空气温度、压力、油气比、涡轮排气温度、注入蒸汽量之间的关系,并参考国内外有关资料,分析了燃料含氮在不同工况下对 NO_x 排放量的影响.为下一步探讨喷咀的注汽方式,研究燃用不同含氮浓度燃料对 NO_x 排放量的影响打下基础.为设计特殊的低 NO_x 排量的燃烧室和制定我国燃机 NO_x 排放标准提供实验和理论上的依据.     

大型燃煤锅炉硫与氮的控制技术研究

介绍了大型燃煤电厂锅炉NO_x和SO_X的形成机制及目前比较先进的控制技术。对大型燃煤电厂锅炉降低NO_x、SO_X污染物的排放指标具有指导意义。     

柴油卡车实际道路氮氧化物排放特征分析

利用SEMTECH-DS车载排放分析仪对3辆柴油卡车进行实际道路排放测试,获得了车辆的行驶工况、油耗及污染物排放数据,并分析得到工况、油耗与NO_x、NO和NO_2排放之间的关系.结果表明:测试车辆NO_x排放与各行驶工况下的速度、加速度及油耗密切相关.速度对NO_x、NO、NO_2排放速率的影响主要体现在高速阶段,此阶段排放速率随速度的增加迅速升高,而NO_x排放因子在速度为40～60 km/h时达到最低;车辆行驶过程中当加速度大于-0.3 m/s~2时,NO_x、NO和NO_2排放速率和排放因子均随加速度的增加而升高,且随着速度段的提高,这种趋势愈加明显;当油耗速率在0.04～0.07 L/s时,NO_x、NO和NO_2排放速率随油耗增加基本不变,其排放因子则不断减小,说明合理控制油耗将有利于NO_x排放的减少.     

旋涡流化床气相污染物的防治

在一旋涡流化床热态试验台上利用两种煤分别进行了控制NO_x和SO_2生成的试验研究,考察了二次风份额、床温、流化速度、过剩空气系数和旋流数的影响规律。结果表明,旋涡流化床低温分级燃烧、细颗粒的长时间停留以及强烈的横向扩散和混合能有效地抑制NO_x的生成,降低SO_2和NO_x的排放。     

淀粉氧化法制草酸几个问题的实验研究及探讨

作者通过实验,探讨了淀粉氧化法制草酸的反应温度及控制,硝硫混酸比例,硝酸投入量,NO_x回收利用,以及母液循环方式等几个方面的最佳选择。研究成果用于生产实践,取得了较好效果。     

准东高铁煤与稻草秆热解NOx前驱物释放规律研究

氨(NH_3)和氰氢酸(HCN)是燃料热解过程中的主要含氮化合物,也是燃烧过程中重要的NO_x前驱物,因此研究热解过程中HCN/NH_3的释放规律与转化机制,对降低NO_x排放意义重大。借助热重-质谱联用(TG-MS)系统开展实验研究,探讨了准东高铁煤与稻草秆热解过程中NO_x前驱物的释放规律。研究表明:准东高铁煤与稻草秆的热解产物中,NH_3是主要的NO_x前驱物;NH_3与HNCO、HCN与CH_3CN的释放规律趋同;同等实验条件下,稻草秆热解的NO_x前驱物释放量明显高于准东高铁煤的;准东高铁煤与稻草秆混合热解时,当稻草杆掺混质量百分比从10%增加至40%时,NO_x前驱物的释放量呈先减少后增加的趋势,NO_x前驱物释放量最低时的掺混比为30%,说明稻草秆与准东高铁煤共热解时,二者对NO_x前驱物的释放具有一定的协同耦合抑制作用。     

煤种对NO_x生成影响的数值研究

燃煤过程产生的污染物对大气造成的影响越来越严重,控制NO_x排放是解决环境污染的重要研究方向。采用数值模拟方法,研究入口温度分别为1 526℃、1 626℃,不同煤种在炉膛内的燃烧过程,并对燃烧过程中生成的NO_x影响因素进行分析。结果表明:中挥发分煤(mv)燃烧生成的NO_x最多,低挥发分煤(lv)燃烧生成的NO_x最少;热力型NO_x的生成与温度有很直接的关系,其计算结果可为今后的工业性实验提供理论依据。     

车用尿素SCR系统的数值模拟

采用计算流体力学和化学反应动力学相结合的方法,建立了某型号车用柴油机Urea-SCR排气后处理系统的数值模型,运用FIRE软件对某Urea-SCR催化器系统内3种典型工况下的尿素液滴的分布特性和内部流动特征进行了研究,并重点分析了空速和NO_2体积分数这2个因素对NO_x转化效率的影响.结果表明:NO_x转化效率随空速的增大而降低,当空速大于35 000 h~(-1)时,转化效率低于25%;NO_x转化效率随着V(NO2)/V(NO_x)比值的增加先增大后减小,当控制V(NO_2)/V(NO_x)的比值在0.5左右时,A25和B50工况下的NO_x转化效率最大值分别为50%和59%.     

燃油系统若干参数对NO_x、CO排放的影响

本文针对直喷式柴油机的燃烧过程和NO_x、CO的排放浓度,通过试验对比,结合缸内燃烧放热过程的计算,分析讨论了直喷式柴油机燃油系统若干参数(柱塞直径D_p、油嘴启喷压力P_(in)、油嘴喷孔直径D_n、喷孔的空间分布角度α和β等)对直喷式柴油机燃烧过程的影响;进而分析讨论了它们对NO_x、CO排放浓度的影响。为合理地组织直喷式柴油机的燃烧过程、降低NO_x、CO的排放浓度提供了参考依据。     

EGR技术对柴油机性能的影响

应用废气再循环(EGR)技术通过改善柴油机燃烧进程以降低NO_x排放。基于AVL-FIRE软件搭建TBD620柴油机仿真模型对其缸内燃烧进程进行仿真,并分析EGR技术对其主要性能指标带来的影响,据此判断不同运行情况下的最佳EGR率,在兼顾碳烟排放不致过高的前提下实现NO_x最终释放量最低。结果表明,柴油机工作负荷越大,缸内NO_x最终释放量越大。因此在高负荷工况下,应采用较高的EGR率来满足降低NO_x排放量的要求;在中负荷工况下,NO_x排放量已经大幅降低,综合考虑其动力性、经济性因素,选取适中的EGR率;在较低负荷工况下,NO_x产生量已经较低,EGR率对减小NO_x释放量的作用十分有限,故采用低EGR率。     

冷却的废气再循环(EGR)技术——降低NO_x排放的主要措施

介绍了汽车尾气净化技术,阐述了废气再循环(EGR)技术及其降低NO_x的机理,指出了目前存在的主要问题,并提出了冷却的废气再循环技术是降低NO_x排放的发展方向。     

燃煤烟气氮氧化物在线监测技术研究进展

随着我国的快速发展,能源需求不断增加。燃煤发电在我国仍是能源的主要获取方式。煤炭的燃烧带来的NO_x气体污染问题时刻威胁着人类的生存环境。对NO_x气体排放的快速和准确地在线监测能够及时地提醒运行人员,便于他们实时控制脱硫和脱硝设备,使NO_x的排放浓度降到最低。该文分别对近年来国内外燃煤烟气NO_x在线监测化学技术和光学技术两类进行了总结和展望。提出了适合于我国能源格局的燃煤烟气氮氧化物在线监测技术新方向。     

某重型燃气轮机NO_x排放性能反应动力学数值计算

借助耦合CH4反应动力学模型与计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)计算软件,对某重型燃气轮机燃烧室单个火焰筒的燃烧过程进行了研究,分析了导致NO_x排放超标的原因,调整了不同燃烧区的燃料分配,分析了燃料分配对NO_x排放的影响.结果表明,导致NO_x排放超标的原因为环形区、均匀区燃料/空气混合的不均匀性和值班区、均匀区燃料流量过大导致的局部温度过高;将值班区燃料和均匀区燃料的体积流量比例分别调整为4%和30%,会导致主燃烧区温度升高,NO_x排放由标准状态141.7mg/m~3升高至175.5mg/m~3;将值班区燃料和均匀区燃料比例分别调整为2%和26%,会降低主燃烧区温度,使NO_x排放降低至119.5mg/m~3,其中66.3mg/m~3来自于环形区.单纯地进行燃料调节,不能满足NO_x排放要求,还需要对环形区和均匀区结构进行调整,以增加混合的均匀性.     

骤冷过程中高温燃烧产物化学特性试验研究

为了研究高温燃烧产物组份冻结和控制NO_x污染,利用碳氢燃料和氧化剂预混燃烧产生1800～2600 K的均质燃烧产物,研究其在骤冷过程中主要组份变化,平均骤冷速率约为(0.2～0.4)×10~6K/s。简述了干净碳氢燃料燃烧产物内NO_x的形成过程,并讨论了燃烧当量系数和富氧率对NO_x的影响。     

200 MW四角切圆锅炉燃烧器浓淡比对NOx排放影响的数值研究

以某热电厂200MW四角切圆浓淡煤粉燃烧锅炉为对象,通过数值模拟获得了该炉最大连续出力工况(BMCR)下炉膛内的流场、温度场及炉膛出口的NO_x浓度,并进一步通过数值模拟探讨了改变水平浓淡煤粉燃烧器浓淡比时对炉内燃烧及NO_x生成情况的影响.数值结果表明:在BMCR工况下,计算值与实际运行的在线仪表的记录值基本一致;当浓淡比增大时,NO_x生成量并不是单调的,而是先降低后升高;其中最佳浓淡比为5∶1,且在此基础上采用"缩腰型"配风有助于进一步降低NO_x生成量.其计算结果可供同类锅炉实际运行时参考.     

柴油机SCR系统NO_x目标转化率分布规划方法

采用SCR技术,可以使NO_x比排放满足排放法规要求.然而,各个工况NO_x目标转化率的分布设定,对NH_3的综合比消耗存在很大的影响.为此,分析了ESC稳态测试循环利用优化NO_x目标转化率分布的方法降低NH3比消耗的可行性,依据实验数据,建立了以NO_x比排放和NH_3平均滑失浓度限制作为边界条件、以最小NH_3平均比消耗作为优化目标的数学描述模型.针对此模型,给出了最优解的求解方法.采用上述优化模型,在离线模式下得到了最优的目标转化率分布MAP,并通过发动机台架实验进行了ESC实验循环验证.结果表明,采用该优化方法可以节省10%~20%的NH_3消耗量.     

草炭吸附法消除废气中氮氧化物的中试报告

为了保护首都环境和工人师付的健康,北京师大化学系工农兵学员在北京电镀厂开门办学,接受了消除电镀废气中氮氧化物(NO_x)的任务。在电镀厂和化学系党组织的领导下,组成由电镀厂工人师付、化学系七三、七四级学员和教师参加的三结合小组。在工作过程中数学系部分师生参加了正交实验设计。在工人师付的带领下,经过六个多月的实验,初步搞清楚用草炭多层固定床吸附塔消除NO_x的主要设备结构和工艺条件,提出了镀银车间消除NO_x废气的生产实验装置方案。     

混煤燃烧特性及污染物形成规律的研究

采用热天平和滴管炉对几种单一煤及混煤的着火、燃烧、燃尽特性进行了测定,初步分析了挥发分含量及混合比对混煤燃烧性能的影响;同时对混煤的灰渣形成特性和NO_x形成规律进行了研究.根据试验结果,用模糊数学方法进行综合评判,确定了最佳混合比,为大型电站锅炉混煤燃烧的安全、经济和清洁运行提供了科学依据.     

生物膜填料塔同时脱硫(SO_2)脱氮(NO_x)动力学研究

研究运用3种动力学模型对生物膜填料塔同时脱硫脱氮的过程进行模拟研究,结果表明:生物膜内SO_2、NO_x的生化降解反应均为一级反应,且SO_2、NO_x在生物膜上的生化降解反应均为快速生化反应;依据吸附-生物膜理论及其动力学模型,对NO_x的出口质量浓度、生化去除量及净化效率进行模拟及对比验证表明,利用该理论建立的动力学模型模拟的理论值与实验值之间具有较好的相关性(相关系数在0.70~0.99);运用吸附传递生物降解机理及其动力学模型,对NO_x的出口质量浓度、生化去除量及净化效率进行模拟及对比验证表明,NO_x的出口质量浓度、生化去除量的理论值和实验值之间相关性较好,相关系数分别为0.99、0.89,而其净化效率的理论值与实验值之间的相关性不高(相关系数只有0.55).