TETA溶液脱除模拟烟气中CO2的试验研究

CO₂作为全球温室气体,正在危害人类赖以生存的环境,而工业上现正在大力发展有机胺溶液用于脱除烟气中的CO₂,并已得到了广泛的应用和极好的发展趋势.由于三乙烯四胺（TETA）溶液具有稳定性好、吸收效率高等优势,再对比传统胺试剂试验的浓度,试验选取0.2~0.8 mol/L体积浓度范围的TETA作为吸收剂吸收模拟烟气中的CO₂.当温度在25~40℃时,其温度对CO₂吸收速率的影响不明显;当溶剂体积浓度在0.2~0.8 mol/L和CO₂体积分数在10%~18%时,溶剂体积浓度和CO₂体积分数对CO₂吸收速率的影响明显.     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO2及其CO2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO₂材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m²·g^-1)并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO₂材料对于CO₂的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO₂材料的CO₂吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO₂,氮掺杂的介孔CeO₂具有更好的CO₂吸附性能和循环吸附脱附性能.     

光电催化还原CO2金属氧化物催化材料研究进展

光电催化还原CO₂在众多减排技术中因其洁净环境友好成为研究热点。通过对比光催化,电催化和光电催化的原理,论证光电催化还原CO₂在节能减排领域的应用价值。以Ti,Zr,Fe,Cu为基本元素的4个催化材料体系为研究对象,对同一体系不同催化材料从材料合成方法,合成难易程度,催化效率,选择性和催化能耗等不同方面做出综合比较和评价,并对光电催化还原CO₂的研究方向和应用前景作出了展望。     

CO2的温室效应饱和度分析及其大气体积分数预测模型

通过精确的LBLRTM逐线积分模式建立CO_2体积分数变化模型,分析了CO_2的温室效应饱和度,并对未来地表温升的变化趋势进行了预测.结果表明,目前CO_2的持续排放只能使其在680cm~(-1)强吸收带中心达到饱和,而在未来相当长一段时间内,其仍将通过该吸收带的翼区以及1 000cm~(-1),1 350cm~(-1)与1 900cm~(-1)等弱吸收带对地表红外辐射表现出强烈的吸收,CO_2的温室效应还远未达到饱和;如果按照当前CO_22.2(mL/·m~(-3))/a的年排放速率,CO_2的大气体积分数将会持续增加,从而造成地表温度不断升高,到2056年,地表温升将会达到2K.     

基于胺法的旋流喷淋气液吸收烟气CO2的性能

为了强化CO_2捕集过程的气液传质,设计了一类多级旋流喷淋反应器,实验研究了典型的醇胺(乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA))脱除CO_2的分离效率和传质系数,并分析了操作条件的影响.结果表明:在相同的实验条件下,MEA的脱碳效率(最大值95%)大于DEA的脱碳效率(最大值92.3%).与相关研究数据的对比表明,多级旋流喷淋可以有效增强醇胺-CO_2喷淋反应系统的传质过程.醇胺溶液旋流气液吸收烟气CO_2的脱碳效率受操作条件的影响,其随着吸收剂质量分数、吸收剂流量和反应温度的增加而提高,随着烟气中CO_2体积分数和烟气流量的增加而降低.     

超临界CO2热泵蛇形管气冷器传热特性研究

为了减少能源消耗、提高CO₂热泵的效率,基于Fluent软件,采用数值模拟方法对超临界CO₂在蛇形管气冷器中的传热特性进行研究。主要探究蛇形管内超临界CO₂的流动特性,通过改变操作压力、CO₂和冷却水的质量流量,分析蛇形管的传热性能。结果表明,蛇形管中离心力周期反向,会使温度和速度梯度呈周期性的内侧和外侧交互扩散的趋势;超临界CO₂压力越靠近临界点,平均传热系数越高,压力为8 MPa下的平均传热系数相较于9 MPa和10 MPa分别提高了24.37%和42.53%;超临界CO₂的平均传热系数随着CO₂质量流量的增加而增大,随着冷却水质量流量的增加而降低,冷却水质量流量的增加不会对峰值点的传热系数产生影响,但会使峰值点出现的位置提前。研究结果为超临界CO₂热泵蛇形管气冷器的设计、运行及热效率的提升提供了理论依据。     

K2CO3活化合成的甘蔗渣衍生多孔碳用于CO2吸附

环境中化石燃料的大量使用导致CO₂浓度不断增加,这是全球变暖的主要原因。为了解决这一问题,开发一种高效廉价的吸附材料至关重要。以甘蔗渣为碳源,尿素为N源,通过碳化和K₂CO₃活化制备出N掺杂多孔碳。多孔碳的物理化学性质用N₂解吸等温线、傅里叶红外光谱、元素分析、扫描电子显微镜观察和X射线衍射等方法进行表征。结果表明：该材料具有高度发达的孔隙、较高的N含量和较高的石墨化程度。当尿素与甘蔗渣混合比是2、碳化温度是800℃、K₂CO₃浸渍比是3时,多孔碳的比表面积高达2 486.67 m²·g^-1,同时CO₂吸附量高达250.73 mg·g^-1。由此可见以廉价的甘蔗渣制备N掺杂的多孔碳用于吸附CO₂具有广阔的应用前景。     

模板法制备CexZr1-xO2及催化餐饮废油合成生物柴油

以松木为模板,使用模板法制备了不同铈锆含量的Ce_xZr_1-xO₂复合氧化物的催化剂,用于餐饮废油与甲醇进行酯交换反应合成生物柴油.采用BET、SEM对Ce_xZr_1-xO₂进行表征分析.研究不同制备方法、CeO₂的负载量和煅烧温度对催化剂活性的影响,以及不同的酯交换反应条件对生物柴油产率的影响.制备的Ce_xZr_1-xO₂具有松木的生物形态,并有助于催化剂形成多孔道结构.以Ce_xZr_1-xO₂为催化剂,考察甲醇和餐饮废油的酯交换反应.结果表明：当x=0.5,煅烧温度为600℃时,甲醇与餐饮废油物质的量比为60：1,催化剂用量（基于餐饮废油的质量）的质量分数为5%,反应温度为190℃,反应时间为6 h的反应条件下,酯交换反应的甲酯收率达到91.1%.     

污泥燃烧过程中NOx排放特性的实验研究

在立式管式炉上进行了石化污泥和市政污泥的燃烧实验,研究了含水率、燃烧温度和污泥类型对于NOx排放特性的影响.通过控制干燥时间得到了不同含水率的污泥.研究结果表明,在含水率为5%~35%的范围内,石化污泥和市政污泥燃烧过程中的NOx排放量均随着含水率的升高而降低;在温度为700~900℃的范围内,两种污泥燃烧过程中的NOx排放量则随着温度的升高而增加;石化污泥的金属氧化物含量更高,使得在燃烧过程中的NOx排放量更大.并从NOx的生成机理上对这些结论作了具体的分析,解释了不同因素对NOx排放量的影响.     

扭曲椭圆管内超临界CO2冷却换热的数值模拟

为了提高CO₂热泵的传热性能,基于Fluent的数值模拟方法研究了不同质量流量下,扭距为100 mm及无扭曲状态下的水平椭圆管管内超临界CO₂冷却换热特性及二次流的变化规律,并针对竖直椭圆管引入局部换热系数和压降,研究了长短轴比b/a及扭距对扭曲管换热性能的影响。结果表明,低质量流量下扭曲椭圆管内浮升力明显大于椭圆管扭曲结构所产生的浮升力,对于低质量流量G<200 kg/(m²·s²)下的超临界CO₂流体,椭圆管具有更大强度的浮升力所造成的二次流,强化传热更明显;对于高质量流量G>200 kg/(m²·s²)下的超临界CO₂流体时,扭曲椭圆管具有更大强度自身结构所产生的周期性二次流来强化传热;管内的传热系数及压降随着扭曲程度及压扁程度的增大而增大。为扭曲椭圆管在CO₂热泵中的应用提供了重要的理论与数据支持。     

化学强化剂提高生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮性能的实验研究

对采用外加化学强化剂提高生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮的性能进行实验研究.结果表明,当按最优化学强化剂添加量添加硝酸镧0.25+硝酸铈0.25 mg/L、硫酸镁0.5 g/L、乙酸钠0.3 g/L时,生物膜填料塔的NOx净化效率可达61.78%,脱硫率为100%.进一步的长时间连续运行实验结果表明,在对SO2的净化效率达到100%的同时,按添加最优化学强化剂条件实验操作的生物膜填料塔的NOx净化效率明显高于对比空白实验的NOx净化效率,其NOx净化效率的平均值提高了14.78%.实验为研究形成提高生物法烟气同时脱硫脱氮性能(尤其对提高烟气脱氮效率)的新型化学强化技术方法奠定了基础.     

超临界CO2萃取裂殖壶藻粗脂工艺研究

研究超临界CO_2萃取裂殖壶藻粗脂的最佳条件,利于后续制备生物柴油.通过单因素试验考察超声波预处理、原料湿度以及不同携带剂对裂殖壶藻粗脂萃取率的影响,并通过正交试验优化设计试验条件.研究结果表明:超声强化虽然对产油量影响不大,但是通过预处理缩短了反应时间;试验前最好对微藻藻粉进行干燥处理.经对比甲醇、乙醇和乙酸乙酯,发现萃取率由大到小依次为:甲醇,乙醇,乙酸乙酯,考虑到甲醇的毒性和安全问题,可使用乙醇做携带剂.超临界CO_2萃取裂殖壶藻粗脂试验最佳工艺条件为:压力40MPa,温度65℃,时间1h,液固比1∶1.在最佳工艺条件下萃取率可达18.7%.     

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。     

CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂催化CO氧化性能的研究

采用共沉淀法制备Ce_xZr_(1-x)O_2载体,等体积浸渍法制备CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂,考察载体中CeO_2与ZrO_2质量比(mCeO_2∶mZrO_2)和CuO负载量对CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂结构及物化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、比表面积及孔容积测试(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、一氧化碳程序升温还原(CO-TPR)等方法对CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂进行表征,结果表明:当mCeO_2∶mZrO_2为4∶1时,CuO负载量为10%(质量分数)时,10%CuO/Ce_(0.815)Zr_(0.185)O_2催化剂具有较大的比表面积和孔容积,较好的Cu物质分散度,以及较好的还原性能和CO氧化性能.因此,在催化CO氧化反应中,10%CuO/Ce_(0.815)Zr_(0.185)O_2催化剂表现出较优的活性,在常压下,CO完全转化温度低至80℃.     

功能化离子液体脱除烟气中SO2的研究进展

功能化离子液体具有独特的物理化学性质,在烟气脱硫领域受到广泛关注。综述了胍盐类、醇胺类、醚类功能化离子液体在工业烟气脱除二氧化硫方面的最新研究,介绍了聚合及负载2种固载化离子液体在工业烟道气脱硫方面的应用情况,提出了离子液体工业化应用中做好基础研究工作的相关建议:一是开发脱硫功能化离子液体,从理论上探讨并提出离子液体的脱硫反应机理和具体模型;二是开展固载化离子液体的研究,探索其循环使用性能,提高使用寿命。