基于α-FeOOH催化H2O2蒸气的低温烟气脱硝实验

针铁矿是分布广泛、储量丰富的铁氧化物，其主要成分为α-羟基氧化铁（α-FeOOH）。为了探究针铁矿在催化H₂O₂烟气脱硝反应中的性能，本文通过沉淀-水解法制备了α-FeOOH，并在自行搭建的实验台上开展了α-FeOOH催化H₂O₂的低温烟气脱硝实验研究，深入分析了H₂O₂流量、H₂O₂浓度、汽化温度、反应温度和共存气体浓度等工况参数对脱硝性能的影响。采用离子色谱（IC）分析了单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后的含氧酸成分，结合各项表征分析技术考察了催化剂反应前后的理化特性和稳定性。实验结果显示，随着汽化温度和反应温度的升高，NO的脱除效率先增加后降低；增加H₂O₂浓度对脱硝效率有明显的促进作用。当汽化温度为140℃、反应温度为160℃时，以2.5mL/h注入10mol/L的H₂O₂脱硝效率达到80%。当SO₂浓度为1000μL/L时，脱硝效率提高至86.4%。离子色谱分析结果显示，单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后含氧酸产物为HNO₃和H₂SO₄。反应前后催化剂的表征结果显示，α-FeOOH在脱硝反应后依然具有良好的稳定性，显示出针铁矿在低温烟气脱硝工艺中的潜在应用前景。     

载硫活性炭脱汞性能及其反应机理研究

以市售商业载硫活性炭为研究对象，在固定床实验台上进行汞吸附实验，分析吸附温度、入口汞浓度对其脱汞性能的影响，通过表征方法对失活前后吸附剂的物理化学性质进行对比，采用程序升温热脱附实验得到样品中吸附的汞形态，并探究其脱汞机理。结果表明：实验样品的适宜脱汞温度为70 ℃，脱汞效率随着汞浓度的升高而降低；活性炭样品失活后比表面积下降，表面含氧官能团减少，非氧化态硫含量降低，其汞吸附形态以HgS、HgO为主；载硫活性炭样品对汞的吸附脱除主要依靠含氧官能团和含硫官能团的化学吸附作用。     

基于辨识模型的中间再热机组一次调频特性研究

大规模的发电机组并网将导致电网负荷变动及发电机跳闸等造成电网频率波动事故,调频能力不足。为解决此问题,提出了一种耦合控制超临界中间再热机组高压、中压调节阀参与电网一次调频的控制策略。在MATLAB/SIMULINK仿真平台搭建了超临界中间再热机组模型,基于实测数据采用直接LMS和间接LMS对模型中的未知参数进行辨识并模拟机组参与一次调频。仿真结果表明:采用的直接LMS和间接LMS两种方法均具有很高的辨识精度,同时控制高、中压调节阀并加入前馈作用时能减小机械功率输出的超调量,且能快速、稳定及安全地响应电网一次调频要求;不同条件下的仿真试验结果表明,合理拟合模型中的参数,可以使一次调频性能得到显著改善。     

75t/h循环流化床锅炉性能测试及基于Aspen Plus模拟研究

为寻找循环流化床(CFB)燃煤锅炉机组热损失的原因,以额定负荷75 t/h CFB燃煤锅炉为试验平台,对其进行热力性能测试,为与实测法对比,利用Aspen Plus流程模拟软件对CFB锅炉进行建模计算,提出一种基于Aspen Plus模型法获得CFB锅炉热效率的新思路。试验选取低负荷、满负荷、高负荷3种运行工况,利用反平衡法通过热力计算求得各项热损失,探究不同运行工况参数对CFB锅炉热效率的影响,并分析了不同运行工况下,飞灰及炉渣中未燃尽碳(UBC)含量的分布规律。通过对CFB锅炉的煤热解、煤燃烧、气固分离和热交换4个子过程进行建模,利用现场稳定运行的锅炉各级换热设备进出口流股温度、压力、流量等数据,对满负荷(工况2)条件下锅炉各项热损失、锅炉热效率及炉膛出口烟气组分浓度进行计算。根据实测数据与模拟结果的比对,验证建模的准确性、可靠性。结果表明:模型法与实测法数据吻合良好,能够精准预测炉膛出口烟气的组成;通过对比锅炉各项热损失及热效率,发现排烟热损失q2实测结果为7.75%,模型结果为6.48%;固体未完全燃烧热损失q4实测结果为3.72%,模型结果为3.17%;二者相对误差较小,说明利用Aspen Plus建模可以对排烟热损失及固体未完全燃烧热损失进行较为精准的预测;模型计算得到的锅炉热效率为88.66%,实测锅炉热效率为87.426%,相对误差仅为1.41%,实测法和模型法对热效率及各项热损失的计算结果极为接近,验证了建模思路及方法的准确性和可靠性,也印证了基于Aspen Plus模型法计算CFB锅炉热效率的可行性; 3种工况下锅炉运行存在排烟温度高、飞灰含碳量高、实际热效率偏低未达到锅炉设计值等问题;入炉煤燃烧后飞灰中的UBC含量较高,为13.28%～16.40%,炉渣中UBC含量较少,为2.92%～3.39%; 3种工况下锅炉排烟热损失在7.64%～7.93%,固体未完全燃烧热损失在3.72%～4.69%,锅炉热效率在86.14%～87.43%,且η2η3η1。说明基于Aspen Plus对CFB锅炉建模进行锅炉热力计算可行、可靠。     

UV/TiO_2光催化氧化工艺脱汞的试验研究

UV/TiO_2光催化技术在TiO_2催化剂的作用下可将烟气中Hg~0氧化脱除。利用自制的UV/TiO_2氧化试验台研究了影响Hg~0去除率的相关因素,结果表明,在无催化剂和有紫外灯情况下可脱除少量Hg~0;Hg~0去除率随催化剂活性组分含量的增加而上升,但上升速率逐渐下降;在温度(50～200)℃范围内,Hg~0去除率无明显变化;Hg~0去除率随着Hg~0初始浓度的升高逐渐下降;Hg~0去除率随着烟气中氧含量先上升后趋于不变。UV/TiO_2氧化工艺脱汞可为燃煤电厂烟气脱汞提供理论指导。     

基于钠基吸附剂的烟气脱碳系统余热利用研究

针对基于钠基固体吸附剂的燃烧后脱碳技术应用于燃煤电厂后综合能耗偏高的问题，本文提出与供热机组结合的碳捕集/供热双机组系统，利用低温热网回水回收系统低品位余热。依据双机组的抽汽混合与否构建了两种系统流程，分析了两种不同方案下的系统性能。研究结果表明，在有效回收脱碳系统碳酸化反应余热后，独立抽汽方案中碳捕集综合能耗从4.05GJ/t CO₂降低至1.26GJ/t CO₂，而混合抽汽方案中碳捕集综合能耗降低至1.13GJ/t CO₂，同时双机组系统的热网供热量较单供热机组分别增加了67.5%和72.8%，经济效益显著。分析了混合抽汽方案的系统中碳捕集综合能耗随相关运行参数变化的规律，发现碳酸化反应温度和热网回水温度因为能够直接影响系统余热利用程度因而更易对碳捕集综合能耗产生影响。     

脱硫废水在热烟气环境中的蒸发特性及其产物特性研究

针对旁路烟道旋转喷雾干燥技术和主烟道蒸发技术,开展了脱硫废水蒸发干燥过程及其产物特性的分析对比研究,比较了两种工艺过程中脱硫废水蒸发特性,并对脱硫废水蒸发产物的表面结构特性进行了研究,考察了Cl元素的迁移分布特性及其对后续除尘系统和粉煤灰资源化利用的影响。结果表明:氯离子浓度增大,蒸发效果会随之降低,pH值则对其影响不大,旋转雾化条件较之于主烟道蒸发效果好;两种工艺下蒸发干燥产物表面粗糙,烟道出口S元素含量增加明显,Ca、Mg、K等元素略有增加,蒸发后产物大致相同,由于温度的不同,旋转雾化条件主要是以莫来石、SiO_2、Al_2O_3、 KCl、MgSO_4、CaSO_4·0.5H_2O为主,主烟道蒸发则是以莫来石、SiO_2、Al_2O_3、KCl、MgSO_4·H_2O、CaSO_4·0.5H_2O和CaSO_4·2H_2O等为主;废水中氯离子浓度对氯元素以HCl形式进入烟气影响不大,而碱性脱硫废水则可以有效抑制其以HCl形式析出。     

负载型Co基双功能催化剂上戊酸酯生物燃料的制备

采用浸渍法制备了HZSM-5、HY、Hβ以及MCM-22四种载体上负载Co的催化剂,在高压反应釜中,开展了以乙酰丙酸乙酯为原料一步法加氢脱氧合成戊酸乙酯以及戊酸生物燃料的研究。采用XRD、XPS、TEM、FT-IR、NH₃-TPD、H₂-TPR、py-FTIR、ICP-AES等对催化剂进行表征。结果表明,10Co/HZSM-5催化剂由于Co在HZSM-5上分布均匀,并且B酸酸性、总酸量以及还原性能最优,在保持较高的反应性能的同时,提高了产物的选择性,具有较高的催化性能。进一步对反应温度、反应压力等进行优化,在反应温度为240℃、压力为3 MPa、反应3 h时,以正辛烷作溶剂,催化剂表现出较高的催化性能,乙酰丙酸乙酯的转化率达到100%,戊酸酯和戊酸的总收率可达90%。