炭素厂生产车间粉尘及沥青烟治理工程设计

通过炭素厂车间粉尘和沥青烟治理工程实例,阐述了在沥青熔化、粉碎、混捏、压型、焙烧工序采用快速沥青熔化技术、分散安装集气罩与集中袋式除尘系统一体化、焙烧炉多管静电除尘系统相结合的污染物控制设计方案。结果表明：该工程能使车间作业场所空气中粉尘的净化效率达到83.9％～93.2％,大大降低了车间空气粉尘浓度。焙烧炉净化处理后烟尘排放质量浓度为20.0 mg/m3,沥青烟排放质量浓度为14.2 mg/m3,苯并[a]芘排放质量浓度为0.054×10－3 mg/m3,所有污染物均达到排放标准。为小型炭素厂粉尘及沥青烟的综合治理探索了一条切实可行的途径。     

基于半焦为过滤介质的颗粒床过滤器除尘性能分析

为解决粉煤热解工艺中干馏气含尘量较大及颗粒床过滤器滤料再生问题,在颗粒床过滤器除尘实验装置上比较了半焦和石英砂两种滤料的过滤性能,分别采用单因素和正交实验法,考察了表观气速、滤料厚度、滤料粒径和粉尘进料浓度对颗粒床除尘性能的影响。结果表明:多孔介质半焦对粉尘的过滤效率明显高于石英砂;随着过滤时间的延长,除尘效率均呈现先增大后减小的趋势;从过滤质量因子角度考虑,当表观气速为0.35 m/s,滤料厚度为150 mm,滤料粒径为0.83 mm～1.25 mm时,颗粒床过滤器具有较高的过滤性能;粉尘进料浓度增加,在过滤前期除尘效率随之增大,但在过滤后期高进料浓度下除尘效率下降的速率较快。各因素对颗粒床过滤器最大除尘效率影响程度由大到小依次为:表观气速、滤料厚度、滤料粒径、粉尘进料浓度。当表观气速为0.25 m/s,粉尘进料浓度为10 g/m~3,床层厚度为150 mm,滤料粒径为0.38 mm～0.83 mm,除尘效率最大,为99.20%。     

移动式颗粒床气固分离性能冷态试验

以热解为首要步骤的煤炭分质转化技术可在较温和的条件下实现煤炭高效利用,其中含尘热解气净化是该技术规模化应用需要解决的关键问题之一。颗粒床过滤技术具有过滤效率高、滤料成本低等优势。为考察移动式颗粒床对粉煤热解气除尘过滤的有效性,选用小麦为颗粒床冷态试验的滤料介质,硅胶粉为试验粉尘,在自行设计的冷态试验平台上考察各操作条件对颗粒层过滤除尘效率的影响规律。结果表明:过滤效率的影响因素顺序为:表观风速过滤层厚度滤料下料速度;过滤效率随表观风速的增大而减小,随过滤层厚度的增加而增大。过滤层厚度增至200 mm以上时,过滤效率变化较小;而滤料下料速度增大,过滤效率减小。粉尘粒径达10μm后,过滤效率基本可维持在98%。在优化的过滤条件下(过滤层厚度为300 mm,滤料下料速度为0.002 m/s,过滤时间为10 min),最佳过滤效率可达98.1%。试验结果不仅实现了对常温下移动颗粒层过滤性能的预测,也为粉煤热解含尘煤气颗粒床热态除尘装置的设计提供了依据。     

均匀设计法在滤料过滤性能研究中的应用

以滑石粉作为试验粉尘,以1#、3#中空纤维滤料作为过滤介质,对高效纤维过滤器的性能进行了研究。采用均匀设计法考察了气体含尘浓度、过滤风速、滤料压缩率和过滤时间四个因素对过滤器阻力降和过滤效率的影响。利用DPS数据回归处理方法建立数学模型,确定出试验范围内的优化工艺条件:对于1#滤料,在气体含尘浓度0.68 g/m3,过滤风速0.5 m/s,滤料压缩率16.7%,过滤时间10.3 min时,阻力降为172 Pa,过滤效率为99.993%;对于3#滤料,在气体含尘浓度0.5 g/m3,过滤风速0.5 m/s,滤料压缩率15.4%,过滤时间3 min时,阻力降为493 Pa,过滤效率为99.992%。     

微米级气溶胶粒子在滤层中的收集效率研究

采用颗粒床过滤系统对含气溶胶气体进行过滤实验,研究微米级气溶胶粒子在滤层中过滤效率的变化规律,并建立滤层模型计算过滤效率理论值.结果表明,在低风速(u0≤0.2m/s)范围内,过滤风速的提高有利于大粒径气溶胶粒子(dP=2.5 μm)的收集,而对中小粒径气溶胶粒子(dp≤1.0μm)的过滤效率没有明显帮助;滤料材质相同时,滤料粒径越小、比表面积越大,过滤效率越高;材质不同时,Hamaker 常数越大,越有利于捕集气溶胶粒子.由颗粒床层模型分析得出,当dp<0.1μm时,扩散效应起主导作用,颗粒粒径越小,扩散效率越高;当dp>1.0μm时,惯性碰撞效应起主导作用,粒径越大,惯性碰撞和拦截效应越显著.     

煤焦化固废的污染特征与环境风险研究

为研究煤焦化过程中焦化固废的潜在环境风险，利用GC-MS和ICP-MS等高精度测试技术研究了某煤焦化企业产生的煤焦化固废(焦油和焦油渣)中16种多环芳烃(PAHs)和7种典型有害元素的浓度特征，分别评价了PAHs和有害元素的潜在健康风险。结果表明：煤焦油和焦油渣中PAHs的总量为174650 mg/kg和69010 mg/kg，并主要以萘、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽和芘为主；煤焦油和焦化渣中的PAHs组成结构较为相似，均以2-4环的PAHs为主，占比分别为91.5%和93.2%，其中3环的PAHs的占比分别达41%和48.5%；单体PAHs的等效致癌毒性中，致癌毒性贡献较大的主要有苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽和二苯并[a,h]蒽这些中高环的PAHs；与土壤环境质量标准GB36600-2018规定的有害元素风险筛选值相比，发现煤焦油和焦油渣中有害元素的含量远低于国家标准规定的风险筛选值。     

炭素焙烧炉沥青烟静电处理技术

采用干式静电除尘技术,对炭素焙烧炉排放的含有烟尘、沥青烟的工业废气进行处理,达到既能高效净化有害气体,又能降低资金投入。处理后的各项指标为:烟尘排放浓度=20.0m g/m3,沥青烟排放浓度=14.2mg/m3,苯并(a)芘排放浓度=0.054×1-0 3mg/m3,所有污染物均达到排放标准要求。     

除尘用金属纤维烧结毡过滤性能研究

采用金属纤维烧结毡进行除尘性能实验研究,实验采用不同过滤精度的金属纤维毡对电炉炼钢粉尘的过滤性能进行研究。在相同喂入粉尘浓度和过滤风速下,对比了不同过滤精度与过滤性能参数的关系,不同过滤风速对金属纤维烧结毡剥离率的影响。结果表明,当入口粉尘浓度为30 g/m3,过滤风速为1.5 m/min时,采用过滤精度为15μm的金属纤维烧结毡进行过滤,其出口粉尘浓度为3.6 mg/m3,过滤效率为99.99%。     

超薄ePTFE纳米纤维膜用于PM2.5的高效治理

针对中高浓度PM2.5的高效过滤问题,选取颗粒粒径与膜孔径比值(dP/dm)范围为0.86~4.46,厚度小于等于1 μm的三种不同结构的超薄ePTFE纳米纤维膜展开应用性能研究。考察了过滤速度、PM2.5浓度和膜结构对过滤性能的影响以及膜的再生性能。得益于纳米纤维堆叠的网状结构,在过滤速度为1.2~4.8 m/min,进口浓度为200~1000 mg/m3的范围内,三种超薄ePTFE纳米纤维膜均能实现PM2.5的高效截留(>99.5%),其稳定压降和压降增长速度均随过滤风速和进口PM2.5浓度增加而增加,但初始压降和出口浓度仅随过滤风速增加而增加,与进口浓度关系不大。超薄ePTFE纳米纤维膜层数少、过滤阻力低(≤130 Pa)且膜表面光滑(表面粗糙度小于1 μm),降低了滤饼与膜表面附着力,使滤饼易于脱落,在4次循环实验中展现出良好的再生性能。横向对比结果显示,dP/dm为0.86,膜厚度为0.5 μm的超薄ePTFE纳米纤维膜兼具最低的过滤压降(30 Pa)、良好的过滤效率(99.93%)及再生性能好的优势,在中高浓度PM2.5空气净化领域表现出较好的应用前景。     

岩沥青基多孔碳的制备及其吸附性能研究

采用溶剂萃取法净化天然岩沥青矿,得到岩沥青样品。研究溶剂对天然岩沥青萃取率的影响,当石油醚与二甲苯的质量比为1∶9时,其萃取率高达82.15%。以净化后的岩沥青为原料制备多孔碳,采用SEM、TEM和BET等方法对材料进行表征,探究助剂脒基硫脲(AU)和硫酸铵(AS)对多孔碳(PC)形貌和结构的影响。BET分析结果表明:AU/PC和AS/PC的比表面积分别为56 m^(2)/g和466 m^(2)/g,总孔容分别为0.113 cm^(3)/g和0.365 cm^(3)/g,AS/PC的孔径主要分布在1.7~3.0 nm,具有丰富的孔隙结构。同时探究了岩沥青基多孔碳材料对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能。     

大气颗粒物中多环芳烃的粒径分布

用GC/MS法测定了北京市北部的城乡结合部和远郊区的大气颗粒物中的16种优控多环芳烃(PAHs)的浓度。采样时间从2003年1月到11月,分季节采样。采样器采集的大气颗粒物粒径分为5段,粒径范围从小于等于1.1μm到100μm。对颗粒物中的总优控PAHs和检测出的单一优控PAHs在不同地区、不同时期的粒径分布进行了比较和讨论。总优控PAHs和单一优控PAHs化合物均趋向于吸附在小粒径颗粒物中,占总量47%~65%的总优控PAHs分布在粒径小于1.1μm的颗粒物中,只有不到10%的总优控PAHs分布在粒径大于7.0μm的粗颗粒物上。     

复合式油烟净化器除油烟、除味实验

随着我国餐饮业的迅速发展,大量含有有害气体和致癌物质的烹调油烟直接排放到空中,亟需治理,而传统方法净化效率不高,无法满足排放标准。为了解决这一问题,本文利用离心技术、过滤技术、电晕放电技术和光解技术组合成复合式油烟净化器,并对其净化效率、放电电流和臭氧浓度进行了相关研究。研究结果表明,随着工作时间的增加,离心技术、过滤技术和电晕放电技术组合的净化效率最为平稳,保持在95%左右;有过滤层时,静电段放电电流随工作时间的增加衰减的较慢,且相同电压下,负电晕放电时放电电流随工作时间衰减的更慢;有静电段时,油烟净化器的臭氧浓度最高,且添加过滤层技术后臭氧量减少趋势最慢。总体而言,过滤技术有效地提高了净化效率,减小了放电电流和臭氧浓度的衰减。     

Pd(II)-Cu(II)催化氧化净化PH3的动力学实验

传统的净化方法难以实现低成本、高效、选择性净化含磷化氢尾气,这限制了含磷化氢尾气的资源化技术的实现.文章利用自主筛选的催化剂,在实验室进行了Pd2 浓度、Cu2 浓度、反应温度、混和气氧体积分数、磷化氢质量浓度、混合气流速等因素对Pd(II)-Cu(II)水溶液净化含磷化氢气体影响的研究.实验结果表明,Pd(II)-Cu(II)催化剂在低温(22-73 ℃)、常压下(100 kPa)对质量浓度为850 mg/m3磷化氢气体净化效率可高达100%.并且催化剂稳定性随催化氧化反应温度的升高而降低,随被净化混和气中氧体积分数、吸收液中Pd2 浓度及Cu2 浓度增大而增强;催化氧化净化效率随混和气中磷化氢质量浓度升高而降低,随被净化的混和气流速降低而升高.     

Pd(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)催化氧化净化PH_3的动力学实验

传统的净化方法难以实现低成本、高效、选择性净化含磷化氢尾气,这限制了含磷化氢尾气的资源化技术的实现。文章利用自主筛选的催化剂,在实验室进行了Pd2+浓度、Cu2+浓度、反应温度、混和气氧体积分数、磷化氢质量浓度、混合气流速等因素对Pd(II)-Cu(II)水溶液净化含磷化氢气体影响的研究。实验结果表明,Pd(II)-Cu(II)催化剂在低温(22—73℃)、常压下(100 kPa)对质量浓度为850 mg/m3磷化氢气体净化效率可高达100%。并且催化剂稳定性随催化氧化反应温度的升高而降低,随被净化混和气中氧体积分数、吸收液中Pd2+浓度及Cu2+浓度增大而增强;催化氧化净化效率随混和气中磷化氢质量浓度升高而降低,随被净化的混和气流速降低而升高。     

印尼油砂沥青的净化工艺

溶剂萃取法分离油砂制得油砂沥青中含大量机械杂质,影响沥青的品质及后期加工利用。通过XRD和激光粒度仪表征了机械杂质的矿物组成和粒度分布等特性。针对机械杂质的特性,开发了复配试剂,通过稀释剂降黏沥青、复配试剂净化沥青、稀释剂回收再生及循环利用3个操作单元对油砂沥青进行了脱杂净化实验,并分析了净化机理。结果表明：降黏过程,温度70℃、时间10min、稀释剂与沥青比0.3g/g,稀释沥青70℃黏度为3.2Pa·s;净化过程,6%盐酸与稀释沥青比0.2mL/g、CaCl₂与稀释沥青比0.01g/g,温度70℃,混合时间10min,沉降时间20min,机械杂质脱除率可达到93.5%;回收及循环过程,稀释剂回收率为98%,循环使用5次,机械杂质脱除率仍92%以上。该工艺具有沉降时间短、机械杂质脱除彻底的优点。     

柴油车尾气颗粒物净化研究进展

柴油车尾气颗粒物是大气污染物来源之一,尾气颗粒物的净化是后处理的重要组成部分,且技术发展较快。综述了柴油机尾气颗粒物的组成以及柴油机尾气颗粒物的净化方法,包括微粒过滤捕集技术、折叠滤筒、尾气洗涤净化技术、低温等离子体协同催化净化技术、微型旋转超重力机净化技术等。各种技术都有其优势和不足,需要根据柴油车功率和应用环境选择适宜的净化技术和设备,把尾气预处理与深度净化相结合,把颗粒物净化技术与脱除CO、NO_x、碳氢技术协同应用,不影响发动机性能且无安全隐患。     

FDY卷绕车间油烟净化技术与应用

结合静电除油理论,分析了FDY纺丝车间油烟形成的原因及油烟成分,把纺丝生产过程中产生的油烟经各线的排烟主管与油烟净化设备连接,使油烟气体经排烟主管进入静电式油烟净化器。通过油烟净化器以合理的风速、风量及静电电压净化处理,废气排放达到环保及相关限值标准,油烟出口质量浓度≤10 mg/m~3,非甲烷总烃排放≤120 g/m~3,除油效率达到85%以上,为员工创造了良好的工作环境,改善了设备电路系统、控制系统的运行环境,减少了维修成本。     

NHD脱碳液石英砂过滤工艺

采用石英砂过滤对NHD脱碳液进行了净化处理,研究了石英砂粒径、床层高度、过滤速度及操作压力等因素对固体杂质去除率的影响。确定了石英砂过滤方法处理NHD脱碳液的适宜条件,同时确定了砂床反冲洗方式及其强度。实验结果表明：在室温,石英砂粒径范围0.60～0.80 mm、床层高度600 mm、操作压力为0.03 MPa以及滤速为8.1 m/h的条件下,NHD脱碳液经石英砂过滤净化处理后,固体杂质去除率可达89.8%以上,且处理后的NHD脱碳液的吸收性能未变。     

曝气生物滤池净化城市景观水体工艺研究

针对城市景观湖泊水体因径流污染、大气干湿沉降等因素,水体质量普遍较差的现象,采用曝气生物滤池技术净化水质以控制水体质量。研究了气水比、水力负荷、滤料粒径、滤层高度等工艺参数对净化效果的影响。结果表明,在气水体积比为2:1,水力负荷2 m/h,滤料粒径3~5 mm,且滤层高度为1.60 m时,COD和NH3-N去除率分别达到70.59%和85.82%,出水COD和NH3-N的质量浓度分别稳定在10 mg/L和在0.06 mg/L左右,达到GB 3838-2002地表水Ⅲ类水质质量标准,可为城市景观水体的水质控制与保育提供技术依据与工艺借鉴。     

煤粉锅炉协同资源化处理煤制天然气行业固体废物的环境风险控制研究

通过利用新天公司自备煤粉锅炉(480 t/h)开展协同资源化处理煤制天然气项目产生的焦油煤粉和污水处理生化污泥的工程试验,对煤粉锅炉协同资源化处理煤制天然气行业固体废物过程中有机污染物的环境风险进行了分析。结果发现,当煤、生化污泥和焦油煤粉以质量比为100∶3∶1.5在煤粉锅炉中进行掺烧,锅炉平均负荷329 t/h即额定负荷的69%时,与空白工况相比,掺烧工况下烟气中的常规污染物、二噁英类和多环芳烃(PAHs)排放浓度均无明显增加,且均低于我国、美国和欧盟的相关标准限值;粉煤灰、炉渣和硫酸铵中PAHs单体浓度(除萘略有增加)、PAHs总毒性当量浓度、二噁英类浓度和有机物的浸出浓度均无明显增加,且低于我国相关标准限值,锅炉粉煤灰和炉渣中7种主要多氯联苯(PCBs)和六氯苯(HCB)的浓度均低于检出限。