煤制气再燃降低NOx排放的研究

利用煤气化产生的合成气作为气体再燃燃料降低NOx的排放.选取了两种典型的空气气化和纯氧气化的煤制气作为再燃燃料,通过理论分析与数值模拟探讨了再燃区温度、再燃区停留时间及再燃燃料比例等因素对降低NOx排放的影响规律.结果表明,煤制气的再燃脱硝能力,随着温度的升高而加强,在高温时,煤制气的脱硝能力比较强;随着再燃区停留时间的增加而加强;随着再燃量的增加而增强,在相同再燃量的情况下,两种煤制气的还原效果大约相差5%,差距不大.     

活性焦烟气脱硫脱硝的静态实验和工艺参数选择

在自制活性焦烟气脱硫脱硝静态实验系统上,考察了温度、空速、二氧化硫浓度、氧气浓度、水蒸气浓度、NO浓度、氨氮体积比等工艺参数对活性焦脱硫脱硝性能的影响,探索了使活性焦脱硫脱硝效率达到较优的工艺参数.结果表明:温度在120～180℃范围内时,温度越低越有利于活性焦的脱硫性能,而温度为130℃时,脱硝效果较好;空速在小于1000/h时,随着空速的增大,活性焦的吸附性能显著增加,继续增大空速,活性焦相对质量的增加明显降低;烟气中sO2浓度小于2 L/m3时,活性焦对SO2的吸附量有明显增大的趋势,但so2浓度继续增大时,超过了活性焦的饱和吸附量,吸附性能下降;氧气、水蒸气体积分数含量均为6%时,大大促进了活性焦对So2的吸附性能,含量过高或过低都不能达到最佳效果,而氧气浓度、NO浓度对脱硝性能影响不大.通过实验得到的较优脱硫工艺参数值为反应温度120℃、空速1000/h、SO2体积比2L/m3、O2体积分数6%、H2O体积分数6%时,脱硫效率高达98%;脱硝工艺参数值为温度130℃、空速1000/h、02体积分数6%、NO体积分数500mL/m3、(4)NH3/(4)No=1时,脱硝效率为70%.     

天然气再燃降低NOx排放的实验研究

在煤粉燃烧的20 kW一维热态实验炉上进行了天然气再燃的实验,通过改变主燃料的种类、再燃区过量空气系数、再燃燃料的组成和再燃区温度等实验工况,以分析再燃时各种因素对煤燃烧过程中NOx生成量的影响规律.研究表明:煤粉中的挥发分含量越高,脱氮效率也越高;再燃区天然气的输入比例越高,主燃区燃烧所生成的NOx在再燃区被还原效果也越显著;再燃区温度不宜过高,否则热力型NOx生成量增多,从而降低了脱氮效率;石油气也可以作为再燃燃料,并且在合理工况下,其再燃效果与天然气作为再燃燃料时的再燃效果差不多,但总体上,天然气略优于石油气.     

微波Ga-A型分子筛尿素催化还原烟气脱硝研究

将尿素和GA-A型分子筛混合装入石英管中放入微波反应器里,进行从模拟富氧废气中脱除NOX的效果性能实验研究。微波GA-A型分子筛上尿素选择性还原能有效地脱除废气中的NOX,NOX的去除率可达92%,烟气微波脱硝去除量可达70.6 MG/H。尿素和GA-A型分子筛共同使用时净化效率和微波去除量明显高于单独使用尿素或GA-A型分子筛,单独使用GA-A型分子筛没有微波脱硝效果。微波脱硝效果随着入口NOX浓度的增大而增大。氮氧化物的净化效率随着气体流量的增加而逐渐减小,而微波脱硝去除量随着气体流量的增加而逐渐增大。适宜的功率为259~280 W,适宜的气体流量为0.5 M3/H左右,微波反应器内的温度为104~113℃,明显低于SCR和SNCR。微波脱硝的机理是GA-A型分子筛催化尿素和氮氧化物发生微波诱导催化反应达到脱硝的目的。     

煤与生物质流化床水蒸气共气化

采用单一流化床二步气化方法,以煤作为热载体与发热体,水蒸气作为气化剂,在流化床试验装置上进行生物质(稻壳和木屑)气化的试验研究,考察反应温度(t)、水蒸气与生物质的质量比对燃气组分、氢产率和潜在氢产率的影响。实验结果表明,随着反应温度的升高,H2浓度、氢产率和潜在氢产率都不断增加,而H2与CO体积比逐渐减小;随着水蒸气与生物质的质量比的增大,H2浓度、H2与CO体积比、氢产率和潜在氢产率均不断增加,而CO与CO2体积比呈减小趋势。生产氢的最佳条件:t=1 025℃、水蒸气与生物质质量比为2。在最佳条件下,进一步研究了生物质种类对氢产率的影响。木屑气化制氢优于稻壳气化制氢,木屑气化所获得的氢产率(61.7g H2/kg)约为稻壳气化所获得氢产率(53.4 g H2/kg)的1.2倍。     

含焦油生物质气化气再燃还原NO的实验研究

采用生物质气化再燃技术,在管式流动试验台上对上吸式生物质气化炉产生的含焦油生物质气化气再燃还原NO进行实验研究.结果表明,对应一定的生物质气流量,含焦油生物质气还原NO过程中存在最佳氧量;NO还原效率随温度升高而增加,但氧气不足时温度过高容易使焦油聚合生成碳黑,导致还原效率下降;通过对比含焦油生物质气与单纯小分子气体还原NO的实验趋势,充分体现了焦油的突出作用.在本文实验范围内,含焦油生物质气还原NO效率最高达80%,是适合生物质能资源化利用的一种很好的方式.     

煤焦燃烧特性与其脱硝效率间的关联实验研究

采用神木烟煤在高温氮气气氛下制备煤焦,并探讨了不同的氧气体积分数及取样位置下煤焦脱硝与燃烧间的关联.结果表明:煤焦脱硝效能的最大发挥主要可通过再燃区氧气体积分数的调控来实现.当再燃区氧气体积分数低于3.26%时,控制氧气体积浓度在煤焦表面实现表面氧化反应控制下的燃烧状态,能促进煤焦颗粒大幅升温,同时通过限制着火强度可以保证颗粒表面存在氧化反应生成活性点所需的足够氧气,此时适当延迟取样有利于煤焦脱硝效率的提高;当再燃区氧气体积分数高于3.26%时,易导致煤焦进入表面还原反应控制燃烧状态,过多延迟取样则将失去强化脱硝的效果.     

煤与生物质掺混燃烧特性

为实现能源高效清洁利用,利用热重分析法分别研究不同煤(兰炭、大同无烟煤)和生物质(稻壳、烟梗和玉米芯)以及二者混燃性能,分析生物质掺混种类、水洗预处理、掺混比例和升温速率对煤与生物质掺烧的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性以及动力学特性的影响。结果表明:相比于煤单独燃烧,生物质与煤掺烧的着火温度和燃尽温度降低,煤的燃烧性能有所改善;预处理使燃烧曲线向高温区偏移,碱金属元素对燃料热解燃烧存在催化作用;随着稻壳掺混比例的提高,煤与生物质掺烧特性得到进一步提升,混合燃料反应活化能降低;提高升温速率,兰炭与稻壳燃烧曲线向高温区移动,综合燃烧特性指数增大,混合燃料反应活化能进一步减小;30%稻壳和70%兰炭混合燃料在升温速率20℃/min下燃烧产生协同效应。实验结果为煤和生物质在火力发电行业的应用提供参考和理论依据。     

湿法氧化脱硝并联与串联工艺对比研究

为研究湿法氧化脱除烟气中NO的效果,采用实验测试和理论计算相结合的方法,选取了H_2O_2、NaClO_2和KMnO_43种氧化剂,在鼓泡反应装置中,测试氧化剂的氧化温度和浓度对脱硝效果的影响,确定了最优脱硝条件,在最优条件下分别进行了并联及串联的脱硝实验。结果表明,在30℃,1 000 m L浓度为0.045%的NaClO_2与40℃,500 m L浓度为0.2%的KMnO_4串联脱硝效率最高,达95%以上。而采用KMnO_4并联脱硝效率为83%,明显低于串联效果。得出结论:处理相同量的氮氧化物,串联比并联的脱硝效率高得多。     

氧气对生物质气化气及焦油成分影响的实验研究

生物质气化再燃是生物质能利用的较好方式之一.生物质气化再燃技术中,气化气及焦油的不同组成对再燃效果有所影响.自行设计搭建热功率为10 kW的上吸式生物质气化炉,进行典型生物质燃料木屑的气化实验,通过改变气化剂空气的量,研究氧气对生物质气化气及焦油成分的影响.实验结果表明,氧气量增加,气化气中主要组分的体积含量均有所增加,而焦油中占据主要比重的酚类物质相对含量减少.此研究为生物质气化再燃技术的开发提供一定的理论指导.     

CH4作添加剂对SNCR脱硝工艺的影响

为改善选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺的反应特性,对CH4作添加剂对SNCR工艺的影响进行了理论分析和试验研究.在自制的SNCR脱硝试验台上采用自制的改进型槽缝式TB系列喷嘴中心逆流喷入还原剂,冷态混合试验发现在还原剂携载气流与主气流流速比为0.15时即可得到良好的混合效果.在氨氮摩尔比1.25、无添加剂、900℃条件下取得NOx最大去除率82.48%,有添加剂、875℃条件下取得NOx最大去除率73.19%.随着温度的降低,达到既定温度条件下最大NOx去除率所需的CH4添加量增大.高于885℃,添加CH4会降低NOx的去除率,低于885℃则可以提高NOx的去除率,降低和提高的幅度随CH4添加量的增大而增大.添加CH4可以使工艺的反应温度窗降低并变宽,以NOx去除率高于50%为标准,无CH4作添加剂的温度窗12为863～937℃,有CH4作添加剂的温度窗12为803～929℃.在775-850℃温度范围内,添加CH4可明显提高NOx的去除率.有CH4作添加剂可以大大降低氨的泄漏量,氨的泄漏量随着CH4的添加量的增大而减小.     

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.     

煤粉再燃低NO_x燃烧技术研究

采用恒温沉降炉研究了煤粉作为再燃燃料的NO还原特性,针对过量空气系数、再燃温度、停留时间及再燃比例四个因素的改变对脱硝率的影响进行了实验研究.研究表明:提高再然比例及减小过量空气系数,脱硝率有不同程度的提高;在一定的再燃停留时间内(650ms),延长停留时间,脱硝率增加.     

四种生物质热解半焦的FTIR红外分析

生物质热解液化是目前生物质能利用的方式之一.为了研究生物质热解过程中各组分的裂解变化规律,利用傅里叶红外光谱仪分别对300℃、400℃、500℃、600℃下制备的玉米秸秆、棉杆、松木屑和稻壳的热解半焦进行了分析.实验结果表明:随着热解温度升高,生物质内部[-OH]、[-CH]、[-CO-]等官能团不断减少,温度在300℃~400℃之间时变化最为剧烈,当温度超过400℃以后,反应逐渐趋于缓和.     

改性活性炭纤维负载锰铈复合氧化物低温选择性催化还原脱硝

采用Ce-MnOx/ACFN对烟气进行低温选择性催化还原脱硝实验,分别考察了活性炭纤维(ACF)改性、Ce-MnOx负载量和Ce/Mn摩尔比以及操作条件对脱硝效率的影响.在70～110℃条件下,Ce-MnOx/ACFN作为选择性催化还原脱硝的催化剂具有良好的活性,其脱硝效率随烟气温度升高而升高.催化剂载体活性炭纤维经硝酸改性后脱硝效率有明显提高.随着Ce-MnOx负载量增加和Ce/Mn摩尔比增加,脱硝效率先升高后降低.随着入口烟气NH3/NO摩尔比增加,脱硝效率先升高后趋于稳定.当入口烟气中水蒸气体积分数大于8%时,脱硝效率随其增加而降低.     

大气压非平衡等离子体注入烟气脱硝研究

为改进羟基自由基烟气脱硝效率,采用强电离电场放电方法制取高浓度羟基自由基,并直接注入烟气中氧化NOx生成硝酸,整个过程无催化剂、吸收剂.研究了·OH注入量和气体温度的变化对脱硝率的影响.结果表明,NO及NOx的脱除率随·OH注入量的增大明显上升,烟气温度为70℃,流量1.2 m3/h,NO被完全脱除,NOx脱除率可达92%以上.温度是影响脱硝率的主要因素之一,温度每升高10℃,NOx脱除率降低约13.3%.在一定范围内,NOx初始浓度对于脱硝率影响甚微.     

等离子体氧化NO耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究

为提高燃煤烟气同时脱硫脱硝工艺中的脱硝效率,将等离子体氧化技术应用到湿式氨法脱硫工艺中,建立了等离子体氧化NO耦合湿式氨法的脱硫脱硝试验装置.考察了液气比、氨水浓度、烟气流量、烟气温度、NO初始浓度、SO2初始浓度等工艺参数对同时脱硫脱硝性能的影响.试验结果表明:提高液气比、增加氨水浓度、减少烟气流量、降低烟气温度、减小NO和SO2初始浓度都可以提高脱硝效率,而试验范围内工艺参数对脱硫效率的影响几乎可以忽略;当液气比为10 L/m3、氨水浓度为4 mol/L、烟气流量为10 m3/h、烟气温度为85℃、NO初始浓度为3.5×10-4、SO2初始浓度为1.0×10-3时,该试验装置的脱硫效率和脱硝效率分别为99.6%和69.4%.     

低压电场对污泥分离短程化的最佳条件

研究了电场处理污泥分离短程化.通过实验考察了污泥沉降效果受污泥浓度MLSS、电极入水深度L和电压U等因素的影响.由正交实验确定了污泥沉降效率的最佳条件.结果表明,MLSS=3.7g/L、L=15cm、U=53V时,所得到的污泥沉降效果较好,沉降效率η=46.2%,促沉效果随MLSS的增大而变差,L为量筒液面总高度50%左右时促沉效果较好,浓度不同对应的最佳沉降时的电压也不同.经过电场处理后的出水水质比未经处理的要好,且活菌数量较未处理时要多一些.     

好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水的研究

通过厌氧-好氧交替工艺培养好氧颗粒污泥,采用成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,对不同pH、反应时间、进水浓度条件下好氧颗粒污泥微生物处理高浓度氨氮废水的效果进行了研究。实验结果表明,在进水氨氮浓度较高（460 mg/L）、pH为7~8、温度20℃左右的条件下,稳定运行15天,氨氮的去除率较高。     

亚氯酸钠湿法同时脱硫脱硝技术研究

针对四川省陶瓷行业大气污染物排放所造成的环境问题,以亚氯酸钠为氧化吸收剂,进行模拟烟气的湿法脱硝和脱硫脱硝实验.在脱硝实验中考察了pH、NaClO_2质量浓度、NO质量浓度、气体流量等条件对脱硝效率的影响,发现进口烟气量的增加会导致脱硝效率降低,吸收液中NaClO_2的质量浓度对脱硝效率影响最大,当pH=5、NaClO_2质量浓度为4.0 g/L、NO质量浓度为450 mg/m~3、气体流量为800 mL/min时,脱硝效率最高.在此基础上进行同时脱硫脱硝实验,考察NaOH质量浓度和SO_2质量浓度对脱硫脱硝效率的影响,发现NaOH质量浓度为0.5 g/L、SO_2质量浓度为180 mg/m~3时同时脱硫脱硝效率最高,NO_x和SO_2的最大去除效率分别达到90%和100%,结果显著优于脱硝实验中NO_x的最大去除效率(60%).SO_2与NO_x存在协同去除效应.该研究结果对陶瓷烟气的治理具有实际意义.