垃圾渗滤液烟气脱硫--pH值、Fe2+和Mn2+的影响机理研究

研究了利用垃圾渗滤液进行烟气脱硫并同时吹脱去除垃圾渗滤液中氨氮这一互补工艺过程,研究证实,因其较高的碱度、对酸的缓冲能力以及金属离子的催化作用,垃圾渗滤液是一种良好的二氧化硫吸收剂,其对SO2的吸收率可达90%以上,同时渗滤液中的氨氮浓度可从133mmol·L-1降低到78 mmol·L-1.在确定的实验条件下研究了垃圾渗滤液pH值以及Fe2+、Mn2+的催化作用对吸收二氧化硫的影响.实验结果表明,垃圾渗滤液pH值是吸收SO2、吹脱去除氨氮、促进Fe2+、Mn2+的催化作用以及提高吸收尾液可生化性的关键因素,需要将垃圾渗滤液吸收终点的pH值控制在6.0左右;在较低pH值条件下,Fe2+、Mn2+的催化作用对于保持较高的二氧化硫去除率具有重要作用;虽然Fe2+、Mn2+的催化机理类似,但Mn2+的催化作用优于Fe2+.研究结果证实了烟气脱硫和垃圾渗滤液氨氮吹脱处理相结合的工艺的可行性和优越性.     

尿素湿法烟气脱硫研究

研究了填料、液气比、烟气温度、吸收液pH值、烟气停留时间、烟气SO2浓度等对尿素湿法烟气脱硫效率的影响.实验结果表明烟气温度在60~100℃,吸收液pH值在8左右,停留时间约为2 s,液气比为3时的烟气脱硫综合效果最佳.     

水溶性脱硫剂反应模型研究

采用湿法脱硫工艺,利用脱硫剂与SO2进行了化学反应实验.根据气液双膜传质理论,分析了气液传质和化学反应过程,提出了水溶性脱硫剂的脱硫反应模型,并利用该模型进行了理论计算,同时总结了液滴粒径、液气比和SO2进口浓度与脱硫效率的关系.该模型虽然是在几点假设的前提下提出的,但是与实际情况基本相吻合,具有一定的实用性.     

溶性脱硫剂反应模型研究

采用湿法脱硫工艺,利用脱硫剂与SO2进行了化学反应实验,根据气液双膜传质理论,分析了气液传质和化学反应过程,提出了水溶性脱硫剂的脱硫反应模型,并利用该模型进行了理论计算,同时总结了液滴粒径、液气比和SO2进口农度与脱硫效率的关系。该模型虽在几点假设的前提下提出的,但是与实际情况基本相吻合,具有一定的实用性。     

湿法脱硫塔一维传热传质性能模型理论与试验

为预测湿法脱硫系统(wet flue gas desulfurization, WFGD)浆液温度,提出湿烟气绝热饱和温度的概念,推导浆液温度与入口烟气温度及含湿量的函数关系。基于预测的浆液温度,建立脱硫塔内液滴运动、热质传递及压差分布一维耦合数学模型;分析脱硫系统三维不均匀性对于模型准确度的影响;用龙格-库塔法对模型进行迭代求解,探讨脱硫塔内主要运行变量(浆液颗粒直径、烟气入口温度及液气比)对传热传质的影响,获得相关参数的一维分布规律。为验证模型的正确性,分别进行现场测试和物模试验。结果表明,预测的浆液温度与现场实测温度有较好的一致性,最大相对误差为4.56%;浆液颗粒直径是影响传热传质的主要因素;颗粒在下降过程中速度迅速衰减,并趋向于最终不变值;烟气温度沿塔高呈指数规律分布。与模型预测温度及压力相比,物模试验温度分布与压力分布的最大相对误差分别为4.72%和6.46%。模型具有较高的准确度,对脱硫塔的设计、运行及SO₂的传质研究有指导意义。     

湿法脱硫塔一维传热传质性能模型理论与试验

为预测湿法脱硫系统(wet flue gas desulfurization, WFGD)浆液温度,提出湿烟气绝热饱和温度的概念,推导浆液温度与入口烟气温度及含湿量的函数关系。基于预测的浆液温度,建立脱硫塔内液滴运动、热质传递及压差分布一维耦合数学模型;分析脱硫系统三维不均匀性对于模型准确度的影响;用龙格-库塔法对模型进行迭代求解,探讨脱硫塔内主要运行变量(浆液颗粒直径、烟气入口温度及液气比)对传热传质的影响,获得相关参数的一维分布规律。为验证模型的正确性,分别进行现场测试和物模试验。结果表明,预测的浆液温度与现场实测温度有较好的一致性,最大相对误差为4.56%;浆液颗粒直径是影响传热传质的主要因素;颗粒在下降过程中速度迅速衰减,并趋向于最终不变值;烟气温度沿塔高呈指数规律分布。与模型预测温度及压力相比,物模试验温度分布与压力分布的最大相对误差分别为4.72%和6.46%。模型具有较高的准确度,对脱硫塔的设计、运行及SO₂的传质研究有指导意义。     

并流旋转床中液滴运动规律及发散型填料设计

液滴粒径是影响旋转床中气液传质的重要因素。通过分析液滴的运动和气体的流场特性,构建液滴在单级雾化并流旋转床中的二维运动模型,探索液滴群粒径分布。根据液滴速率和粒径分布确定填料的径向间距,设计了发散型丝网填料。该填料增大了相界比表面积,对提高传热传质效率,优化旋转床脱硫工艺具有一定的意义。     

用数值模拟方法进行脱硫塔的优化设计

基于多相流数值模拟,进行了湿法脱硫喷淋塔的优化设计研究,气相湍流由标准模型描述,喷淋液滴由确定颗粒轨道模型描述,通过对流场和温度场模拟计算得到优化设计结果是烟气入口向下倾斜15°,喷嘴采用高低位布置,在喷雾区加装环形导流分布器,可使脱硫塔流场右侧湍流强度明显增加,左侧烟气贴壁流动有所改善,脱硫塔内流场分布更加合理,塔出口温度低于优化前温度,增加气液传质、传热,提高脱硫效率。     

伴有化学反应的气体吸收——一氧化碳络合吸收的绝热塔数模和仿真一

本文阐述了伴有化学反应的绝热吸收填料塔设计中的质量和热量传递过程;提出了包括气膜阻力、液膜阻力、气相和液相传热、传质并存下较为精确的数学模型。以一氧化碳在四氯化亚铜铝—甲苯溶液中的络合吸收为例,合理地推导和选用了过程中各种特性参数—增强因子和传质系数等,考虑了传质和传热过程之间的相似性和相互影响,运用此数学模型,并用四次Ruuge—Kutta法求解微分方程组。以PDP—11/23计算机进行计算,得到不同操作条件下的数据。所获相应各组的气相、液相沿填料层的温度分布和浓度分布曲线,规律性和理论分析一致,且与模试实测数据符合较好。可供伴有化学反应的绝热塔设计参考。     

气液传质对于对二甲苯氧化过程的影响

分析了对二甲苯液相氧化生成对苯二甲酸反应过程中气液传质对反应过程的影响,建立了一个用于模拟反应器中各组分间化学反应和气液传质等复杂过程的连续气液搅拌釜反应器模型,并根据工业数据对模型进行了验证.比较工业氧化反应器中反应与传质的相对大小并模拟不同传质系数时的反应过程,结果表明:中温工艺条件下气液传质对对二甲苯氧化过程的影响较大,强化传质不但可以强化主反应,而且可以抑制副反应;高温工艺条件下对二甲苯氧化反应属于慢速反应,传质对氧化过程的影响很小,通过强化传质来强化主反应的同时也强化了副反应.     

离子液体在二氧化硫吸收中的应用

综述了离子液体在烟气脱硫方面的应用,比较了不同离子液体的吸收条件、吸收速率、吸收量和循环使用效能,分析了离子液体吸收SO2的机理。结果表明,胍盐类、醇胺类离子液体对SO2有良好的吸收性能,尤其是胍盐类离子液体在吸收和解吸SO2方面有着吸收率高、吸收速度快、吸收条件温和、吸收容量大、解吸完全、可多次循环使用等优点,在烟道气脱硫方面具有良好的工业应用前景。     

KMnO4/NaOH溶液吸收SO2/NO的动力学研究

在典型湿法烟气脱硫系统运行条件下,研究了平面传质搅拌反应器中KMnO₄/NaOH溶液同时吸收SO₂和NO的动力学,确定了反应级数、反应速率常数以及活化能.实验结果表明,NO的吸收速率随着入口NO分压和KMnO₄浓度的增加而提高.在吸收剂溶液中加入NaOH可以提高NO的吸收速率,烟气中O₂的体积分数对于NO和SO₂的吸收速率几乎没有影响.当同时吸收烟气中的SO₂和NO时,SO₂会降低NO的吸收速率,而NO对SO₂的吸收速率几乎没有影响.在KMnO4/NaOH溶液中NO的吸收速率对NO相间浓度和KMnO4浓度均为一级反应,平均反应速率常数为5.79×103 m³/(mol•s),活化能为26.85 kJ/mol.     

雾滴表面上二氧化硫传质的基本特征

利用双膜论和浓度边界层理论描述了常温条件下雾滴吸收ＳＯ２的基本传质过程，定性分析了典型雾滴尺下气－液相交界面上ＳＯ２传质通量的大小，并验证了文献中给出的五组反应速度常数的量级。     

膜法捕集CO2时的系统传质系数研究

在膜接触器实验装置上,研究了以一乙醇胺（MEA）为吸收液,捕集CO₂时的试验性能.考察了混合气浓度、气液流速和溶液再生等因素对CO₂传质系数的影响.结果表明:提高吸收液或者烟气流量,可提高总传质系数,而增加进口烟气中的CO₂浓度会导致总传质系数的降低;由于溶液再生时溶剂有所损失,使得再生溶液的传质效果要小于原液.     

AO-MBR工艺短程硝化反硝化处理垃圾渗滤液中试研究

为了解决垃圾渗滤液在无外加碳源的条件下难以实现高效生物脱氮的问题,采用中试规模的A/O-MBR反应器,通过实现短程硝化反硝化去除垃圾渗滤液中的高浓度有机物和氮化物,并考察反应器系统对水质变化的适应能力以及不同进水碳氮比时的去除效果.实验结果表明:在进水氨氮质量浓度为1 500 mg/L、碳氮比为2∶1、水力停留时间(HRT)为4.21 d的条件下,COD和TN去除率均达到80%以上,说明系统实现了低碳氮比垃圾渗滤液高效生物脱氮.     

规整填料内乙醇胺吸收CO2的计算流体力学模拟

为模拟规整填料单元内乙醇胺吸收烟气二氧化碳的过程,利用计算流体力学(CFD),考虑包含化学反应气液质量传递过程,建立伴有二级化学反应的气液两相流动模型.通过改变吸收过程的操作条件,如气液入口流量比、CO_2入口质量分数、乙醇胺入口摩尔分数、压强等,分析吸收塔规整填料单元内碳捕捉过程的影响因素.CFD模拟结果表明:CO_2吸收率随乙醇胺浓度与压强的增大而升高;随烟气CO_2浓度与气液流量比的增大而下降;对各影响因素影响定量排序,乙醇胺浓度对吸收效率影响最突出,其次依次是CO_2入口浓度、气液入口流量比、压强.模拟与试验结果相吻合,得出了相应的最优参数.