双通道非分散红外SO2在线检测系统设计

当前烟气检测中对低体积分数的SO₂气体在线检测存在干扰因素多、响应时间慢等问题，针对此情况，利用特定波段红外光可以吸收SO₂的特性，采用单光源双通道方法，设计了基于非分散红外吸收原理的SO2在线检测系统。实验结果显示零点漂移为0.4%，响应时间为3.86 s，线性误差为0.3%，重复性误差为0.52%。参数对比表明，该方法能够准确对SO2体积分数进行测量，更适用于目前烟气在线检测需求。     

基于光谱吸收的CO2气体检测系统

针对CO₂气体实时在线监测的应用需求,以比尔-朗伯定律为理论基础,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术搭建一套CO₂气体在线检测系统。选择吸收谱线波长为1 609.583 nm,并在系统中搭建两路参考光路用于消除光源信号波动和实现自动寻峰,以提高检测系统的稳定性与准确性。通过对系统的标定与校准,系统测量相对误差小于0.8%,系统重复性小于0.06%,响应时间不超过18 s,对空气中CO₂的体积分数进行连续4 h监测,其值的波动范围为360×10^-6 ~ 400×10^-6。试验结果表明该系统具有较好的稳定性与可靠性,可满足CO₂气体实时在线监测的应用需求。     

煅烧硫酸铝铵复盐低温合成α-Al2O3：葡萄糖和预压的影响

以NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O为原料，通过加入不同质量分数的葡萄糖合成α-Al₂O₃，研究了葡萄糖含量和预压处理对α-Al₂O₃粉体合成工艺和温度的影响。结果表明：葡萄糖的加入可以明显改变相变过程，降低合成温度。添加质量分数为30%的葡萄糖时，可在950℃合成单相α-Al₂O₃粉体，合成温度比不添加葡萄糖时低200℃左右；添加质量分数为75%的葡萄糖时，α-Al₂O₃的合成温度可进一步降低至900℃。添加葡萄糖可以降低α-Al₂O₃合成温度的主要原因有两个：一是葡萄糖氧化分解产生的热加速了NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的热分解，二是葡萄糖的添加使NH₄Al(SO     

载硫活性炭纤维(ACF/S)吸附脱除模拟焚烧烟气中的铅

在不同浓度的硫溶液中, 通过化学浸渍方法将单质硫负载到活性炭纤维(ACF)表面, 得到活性炭纤维负载硫(ACF/S)材料。在不同气氛下(HCl, SO₂, HCl+SO₂)的垃圾焚烧模拟烟气中, 以ACF/S对烟气铅进行吸收实验, 采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析研究其对铅的去除机理。结果表明, ACF/S中的单质硫大多富集在ACF表面, 对ACF比表面积影响不大, 但明显提高了ACF对铅的去除效果。此外, 在不同的烟气氛围(HCl, SO₂, HCl+SO₂)中, ACF/S均对烟气铅均有较好的捕集效果, 对颗粒铅捕集率均达到65%以上, 对气态铅均达到80%以上。因此, 利用硫改性活性炭纤维提高焚烧烟气中的铅的捕集率是可行的。     

基于化学链制氧的加热炉富氧燃烧系统构建及分析

基于化学链制氧原理构架了加热炉富氧燃烧系统,以解决富氧燃烧氧气来源问题.通过对Co₃O₄氧解耦特性的研究,分析构建系统的可行性.结果表明:Co₃O₄释氧反应平衡氧的体积分数随温度升高而急剧增大,当反应温度为900℃时,平衡氧的体积分数为29.6%;烟气中CO₂,H₂O等成分不会对Co₃O₄释氧过程产生影响;随Co₃O₄与烟气物质量的比的增大,烟气中氧气的体积分数逐渐增大,当物质量的比为1∶1时,950℃下氧气的体积分数可达24.5%;考虑实际生产过程,产量为32t/h的蓄热式轧钢加热炉,富氧率为4%时,Co₃O₄填充量为3.4t.     

非分散红外二氧化碳检测仪研制

设计一种电调制、一体化的二氧化碳体积分数检测系统.该系统基于CO₂气体分子对红外光的特征吸收和Lambert-beer定律,采用双通道设计,由热释电传感器检测到的两路信号经过1 Hz低通放大电路处理后,输入示波器显示.为了避免光源波动对测量结果的影响,采用5 V稳压电路驱动红外光源,单片机对其进行1 Hz亮灭调制.对两路输出信号进行计算,可得CO₂体积分数.结果表明:检测仪量程为0%~80%,响应时间小于1.5 s.     

基于Pt-Ce-Ti催化剂的烧结烟气CO氧化性能研究

为减少烧结烟气中CO排放,采用浸渍法制备了一系列Pt-Ce-Ti催化剂,并在模拟的烧结烟气中测试了催化剂的CO催化氧化性能。首先,通过改变Ti O₂载体上Pt的质量分数,研究了Pt质量分数与催化剂活性的关系;其次,通过共浸渍掺杂和载体的形式,研究了CeO₂对催化剂活性的影响;然后,研究了催化剂的抗SO₂性能;最后,通过XRD,BET和XPS等表征手段研究了催化剂活性差异的机理。研究结果表明：催化剂活性随着Pt质量分数提高而提高;在Pt质量分数为0.1%的基础上以CeO₂为载体或微量掺杂,可以提高催化剂的活性,Pt_0.1%/TiO₂、Pt_0.1%/CeO₂和Pt_0.1%Ce_0.1%/TiO₂催化剂在120℃活性分别为6.80%,84.84%和99.99%;Pt_0.1%Ce_0.1%/TiO₂     

改良类Fenton法降解亮绿染料的研究

以亮绿染料为目标污染物，在紫外灯照射下，采用H₂C₂O₄—Fe₂(SO₄)₃—H₂O₂类Fenton体系降解亮绿染料，测定其脱色率，并对试验条件进行了优化。结果表明：亮绿的最大吸收波长为632 nm, 365 nm紫外光下最佳反应时间为15 min;通过正交试验确定最优水平方案为：A₂B₂C₂D₁。即：5.0 g/L Fe₂(SO₄)₃最佳用量为1.0 mL,10.0 g/L草酸最佳用量为0.08 mL,3%(质量分数)H₂O₂最佳用量为0.06 mL,最佳pH为3.0±0.1。在此条件下，亮绿的平均脱色率可达98.68%,降解效果较好。     

利用傅里叶红外光谱研究SF6中SO2含量

在SF₆作为绝缘物质的设备中,SF₆中SO₂含量的精确测定,有助于预测设备中SF₆的纯度.利用傅里叶红外光谱仪测试SF₆标样中不同SO₂含量的吸收光谱,构建SO₂体积分数与特征峰吸光度之间的关系,得到标准工作曲线.为了提高实验精度,选用能够多次反射的气体样品池.结果表明,该实验装置和方法可以应用到实际生产中电力开关设备内SF₆的监测.     

高压水洗法提纯沼气的实验研究及分析

为了提高沼气的燃烧热值,选择将其中的CO₂进行脱除,得到甲烷体积分数大于97%的生物甲烷用于工业原料。高压水洗法提纯沼气的工艺因其具有操作简单、绿色环保等优势被广泛应用。基于实验室自主设计的小试规模的高压水洗脱碳装置,系统地研究了高压水洗过程气体流速、吸收剂流速、液气比(吸收剂流速/气体流速)、CO₂进口体积分数及吸收温度对CO₂出口体积分数和去除率的影响。结果表明,过程中可以将模拟沼气中的CO₂体积分数最低脱除至0.17%,意味升级得到的气体中甲烷体积分数可以达到99.83%,优于生物甲烷要求。同时,气体流速降低,液体流速增加,液气比升高,CO₂进口体积分数和吸收温度降低均能降低CO₂出口体积分数,对高压水洗法提纯沼气工艺的优化具有重要意义。     

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.     

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.     

钠碱法烟气脱硫工艺技术

采用乙烯废碱液作为吸收剂, 对模拟烟气进行钠碱法烟气脱硫实验. 主要考察了进口烟气温度、烟气含氧量、液气比、进口烟气SO₂ 浓度、烟气流速对脱硫效率的影响, 并对采用该工艺技术的某厂进行经济效益分析, 得出脱硫效率达到95% 以上的工艺参数: 进口烟气温度80~90 ℃、烟气含氧量5%~6%、液气比3.5 L/m³、烟气流速3.5~4.5 m/s 等. 以2.0% NaOH 和7.2% Na₂CO₃ 平均浓度及以上浓度乙烯废碱液的脱硫效率较高. 此外, 乙烯废碱液在烟气速度较低时具有一定的发泡趋势.     

H2O2氧化技术在燃煤烟气净化中的研究进展

总结了国内外关于H₂O₂氧化技术对烟气中SO₂、NO、Hg⁰脱除方面的研究概况,包括H₂O₂氧化及联用法、Fenton氧化法及类Fenton氧化法,讨论了重要的影响参数,脱除效率和相关机理.介绍了光催化-Fenton、气化H₂O₂和非均相催化氧化等新技术在烟气污染控制方面的研究现状,为该领域实现更高效的净化效率提供参考.     

珠江三角洲垃圾焚烧发电厂烟气污染物的呼吸暴露风险研究

以珠江三角洲中心地带的3座生活垃圾焚烧发电厂(MSWIPPs)为研究对象,利用大气扩散模型(AERMOD)模拟烟气特征污染物的扩散特性,研究了3座生活垃圾焚烧发电厂周边的大气污染现状,并应用美国环境保护署健康风险评价方法评估其对人体健康的影响.结果表明:3座生活垃圾焚烧发电厂的烟气中颗粒物(PM₁₀、PM_2.5)、HCl、NO_x、SO₂、Pb、Cd、Cr和PCDD/Fs(二噁英)等的年平均排放质量浓度范围为1.98×10-9~93.87 mg/m3,预测周边环境大气中各污染物的全时段平均质量浓度范围为5.00×10-14~1.49×10-3 mg/m3,均远低于评价标准限值.呼吸暴露健康风险评价结果显示:HCl、NO_x、SO₂和Pb对人群产生的非致癌风险范围为2.71×10-7~1.38×10-2,Cd、Cr和PCDD/Fs的致癌风险范围为7.12×10-10~2.04×10-5,均处于可接受范围.在成人群体中,所有烟气特征污染物对男性造成的健康风险普遍高于女性,在儿童群体中则相反;儿童的非致癌和致癌风险均明显高于成人.在3座生活垃圾焚烧发电厂的下风向均分布有小学、幼儿园等,建议根据人群分布、风向变化、春夏季节更替等特点做出相应的防护措施,最大程度地保障项目周边环境的空气质量和敏感人群的身体健康.     

稠油硫酸盐热化学还原生成H2S实验研究

为了研究稠油注汽热采过程中生成H₂S机理，以Na₂SO₄，CaSO₄，MgSO₄，Fe₂（SO₄）₃，Al₂（SO₄）₃与稠油硫酸盐热化学还原（TSR）实验为基础，探究稠油TSR生成H₂S机理。实验表明，不同硫酸盐与稠油反应生成H₂S不尽相同，硫酸盐的阳离子所带电荷数决定TSR反应程度的难易，电荷数越多越容易进行反应，且H₂S生成量顺序为Al₂（SO₄）₃>Fe₂（SO₄）₃ > MgSO₄ > CaSO₄ > Na₂SO₄，但生成的烃量顺序为Fe₂（SO₄）₃ > Al₂（SO₄）₃ > MgSO₄ > CaSO₄ > Na₂SO₄。与其他硫酸盐不同的是，由于Fe₂（SO₄）₃的氧化性，Fe³⁺可能与生成的H₂S进一步反应。通过傅里叶红外变换光谱（FT-IR）对固相检测发现，不仅存在金属氧化物（CaO，MgO，Fe₂O₃，Al₂O₃）还存在FeS₂。最后，通过对MgSO₄油相硫含量的检测发现，反应后硫含量高于原油硫含量，证明了无机硫向有机硫的转化。