VOCs治理技术特性分析及典型行业VOCs治理技术选择建议

本文简述了VOCs定义和危害,对比分析国内外各类VOCs治理技术应用状况,分析了两大类共10项VOCs治理技术(冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法、直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法、生物降解法、光催化氧化法、等离子体技术)原理、适用条件、优缺点及处理效果。针对石化、印刷、汽车制造、汽车维修、家具制造等典型行业通过实际应用案例效果对比,给出VOCs治理技术选择建议,并分析了VOCs治理技术发展应用趋势。     

铁酸铜尖晶石催化甲醛氧化的性能研究

通过溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法制备了系列Cu_xFe_3-xO₄尖晶石催化剂。采用XRD和XPS表征方法对催化剂晶相结构及表面元素价态进行了分析,考察了Cu_xFe_3-xO₄催化甲醛的氧化效率。采用密度泛函理论探究了甲醛吸附在CuFe₂O₄表面的最稳定构型和吸附机理。结果表明,Cu_xFe_3-xO₄催化剂主要由Cu-Fe尖晶石相和部分CuO、Fe₂O₃相组成。Cu_0.5Fe_2.5O₄催化甲醛氧化效率最佳,在温度高于250℃时氧化效率达到90%以上。甲醛在CuFe₂O₄(100)表面的吸附属于化学吸附,吸附能为 -107.15 kJ/mol。     

典型城市夏季VOCs污染特征及来源解析

2021年8月18日至27日通过离线采样对某市大气中的挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)浓度水平和组分特征进行分析,并通过来源解析和O₃生成活性评估探究VOCs排放源对O₃生成的影响。结果发现：采样期间环境空气中VOCs主要组分为含氧VOCs(OVOCs)和烷烃;VOCs单日浓度谷值与NO₂浓度谷值、O₃浓度峰值同时出现;VOCs的主要来源为汽车尾气排放、天然气/液化石油气(NG/LPG)的使用和挥发、工业排放和生物排放;通过O₃活性评估发现,关键物种为间乙基甲苯、乙苯、间二甲苯、1,2,3-三甲苯和异戊二烯等,烯烃、含氧VOCs类物质O₃活性较高;机动车是O₃生成影响最大的排放源。     

岩棉行业废气挥发性有机物治理技术探析及建议

岩棉行业废气特征污染物甲醛、酚类及非甲烷总烃等挥发性有机物（VOCs）来自于岩棉生产过程中的熔融成纤工序和固化工序,其废气具有气量大、温度高、尘含量高、VOCs含量低等特征。针对这些特征,基于对VOCs污染末端治理技术的比选,分析了岩棉工业废气VOCs治理技术应用现状及其可行性。得出结论：岩棉板过滤分别与活性炭吸附法、水吸收法、等离子体技术的不同组合工艺,适用于岩棉工业含VOCs有机废气的末端治理,其中“岩棉板过滤+等离子导滤器”的组合工艺不存在二次污染,可以推广应用。     

二氧化碳捕集技术研究进展

CO₂是造成温室效应的主要气体,如何有效解决CO₂引起的气候问题越来越受到人们的关注。近年来,通过大力发展可再生能源和清洁能源试图从源头上降低碳排放,但由于短期内人类生产生活离不开对能源的消耗,要做到完全脱碳是不现实的。事实上,二氧化碳不仅是一种温室气体,也是一种潜在的碳资源。因此,如何捕集并有效利用CO₂成为业界一直在探索关注的研究方向。通过介绍和分析化学吸收法、多孔固体吸附法、膜分离法、深冷分离法、水合物法和微生物法等各类CO₂捕集技术的研究现状、适用场景和技术发展重点,总结对比不同CO₂捕集方法的优点和局限性,并针对不同技术的未来前景和建议方向进行了展望。以期为CO₂捕集和利用途径提供有益的借鉴和参考,推动CO₂捕集技术实现大规模商业化应用。     

CuO载氧体对煤化学链燃烧中汞迁移的影响

研究了在“CuO+煤”、“SiO₂+煤”、“煤”实验中燃烧和汞迁移规律。结果表明：在化学链燃烧还原反应器中载氧体与煤反应后,主要气体组分为CO₂,并含有少量CO、CH₄、H₂等挥发物;汞在还原反应器中主要以单质汞(Hg⁰)的形式进行释放,“CuO+煤”实验中Hg⁰释放量占总汞量的22.6%,远低于对照组;CuO促进了燃烧过程中汞迁移至载氧体形成颗粒态汞(Hg^P),CuO载氧体表面的O_α有利于汞转化吸附于载氧体表面,形成吸附态的HgO,一部分CuO被还原时,暴露的吸附位点较多,有利于Hg⁰的氧化。     

O2/N2和O2/CO2气氛下煤半焦-生物质的混燃特性及影响因素

为掌握煤半焦与生物质在O₂/N₂和O₂/CO₂条件下的混燃特性及其影响因素,采用全自动物理化学吸附仪获得了煤半焦-生物质混合燃料的孔隙结构,采用热重实验分析了两种燃料的混燃特性和反应动力学,通过多元线性回归法研究了燃料比、比表面积与混燃特性参数之间的关系。结果表明,O₂/N₂气氛下,掺混生物质可改善煤半焦的着火、燃尽及综合燃烧特性;O₂/CO₂气氛下,掺混生物质能改善煤半焦的着火特性,但会延迟其燃尽。混燃的活化能在低温区和高温区有显著差异,生物质掺混比增大,两个温区的活化能都降低;两种气氛下,低温区的活化能相近,但O₂/CO₂气氛下高温区的活化能显著高于O₂/N₂气氛下的。O₂/N₂气氛下孔隙结构对燃烧特性的影响更显著,而O₂/CO₂气氛下...     

水合物法分离CO2工艺研究进展

随着温室效应加剧,CO₂减排行动已迫在眉睫。水合物法分离CO₂工艺作为一种发展前景广阔的新型CO₂分离技术,为CO₂减排提供了一种解决思路。水合物法分离CO₂工艺相比于化学吸收、物理吸附、深冷分离和膜分离等技术具有分离效率高、过程简单无副产物、条件温和的优势,为减缓CO₂排放增加对环境造成的影响提供了一个中短期解决方案,以此为前提将允许人类继续使用化石燃料直至可再生能源技术广泛应用。本文综合分析了国内外的相关文献,介绍了水合物法分离CO₂工艺的基本原理,并比较了水合物法分离CO₂不同工艺的优劣之处,为进一步优化水合物法分离CO₂工艺提供指导。     

氢燃料微混燃烧技术研究进展

微混燃烧技术采用数量众多、结构简单的微型喷嘴替代传统的大直径喷嘴,主要目的是通过减小喷嘴直径,提高微混喷嘴的混合强度,从而提高预混气的混合均匀度,以促进H₂在燃气轮机中的安全稳定燃烧,并降低NO_x排放。本文总结了氢燃料微混燃烧技术的研究进展,对H₂在燃气轮机中的工业化应用中进行了探索。结果表明：微混燃烧技术在H₂稳定燃烧及降低NO_x排放方面表现出巨大的潜力。目前,已经发展了纯氢燃烧的微混燃烧技术,该技术最终有望在燃气轮机中大规模应用。     

低浓度VOCs气体漩涡燃烧分解过程的数值模拟研究

常规RTO设备治理VOCs废气需长期大量投入助燃天然气，显著提高了能耗和成本。利用数值模拟方法，从浓度提升和燃烧组织两个方面，评估了VOCs的氧化放热与高温分解过程，并组织优化了燃烧室内的流动与燃烧，提出了漩涡燃烧方法，配合VOCs浓缩技术，可以仅依靠被处理的VOCs自身的氧化放热，能量自维持地实现低浓度VOCs的高效分解，从而为VOCs治理中摆脱对助燃天然气的依赖奠定理论基础。     

中药渣固废的碳酸钾催化热解特性与产物分布规律

以木本中药渣为原料,采用浸渍法负载不同含量K₂CO₃催化剂;通过热重实验,分析中药渣催化热解特性和热解特征参数,并采用Starink法进行动力学分析,计算催化热解反应的表观活化能;使用固定床热解炉,优化催化热解反应条件,考察不同K₂CO₃负载量对热解产物分布的影响规律。热重结果表明,K₂CO₃能显著降低中药渣的初始热解温度和最大热解温度,从而降低热解快速失重段的反应活化能;且K₂CO₃负载量越大,催化热解效果越好。热解实验证实：K₂CO₃含量为中药渣催化热解反应的最主要影响因素,它可加速生物基大分子的低温解聚和热解中间产物的催化裂解,既可降低热解油产率,又能大幅提升H₂、CO和C₂H₆等小分子低碳烃气体的产率,且有利于提高热解气的H₂/CO比例。     

催化技术在油田装备尾气颗粒物治理中的应用

随着“十四五”规划实施,“蓝天保卫战”不断深入,国家的环保排放法规不断加严,非道路中重型机械尾气排放严重超标。油田动力装备以柴油机为主,排放大量的颗粒物(PM)、HC、CO和NO_x,易对环境造成严重污染。采用以催化净化为主的末端治理尾气技术是实现排放达标的有效解决方案,将有严重污染的各类废气及其颗粒物催化净化为CO₂,N₂和H₂O,最终降低柴油机颗粒物的排放。     

烟气氮氧化物脱除技术的特点分析

氮氧化物(N02)是大气主要污染物之一，也是目前大气污染治理的一大难题。文章着重介绍了近年来国内外应用和正在研究开发的一些烟气氮氧化物脱除技术，其中包括选择性催化还原法、非催化选择性还原法、催化分解法、等离子体法、液体吸收法、吸附法以及生物法等等。综述了目前治理的相应技术措施的现状和发展趋势，分析几种主要方法的特点和存在的问题，指出了烟气脱氮的现状及发展方向。     

挥发性有机物(VOCs)治理技术及其研究进展

阐述了挥发性有机物(VOCs)的来源及其危害。通过生产、生活中的治理技术及其研究进展,提出有利于治理VOCs的新型催化氧化技术。     

O2/CO2和O2/N2氛围下煤粉富氧燃烧数值模拟

在目前煤炭依然作为能源主体的背景下，控制燃煤污染物排放有着重要意义。基于CFD数值模拟，建立伴流燃烧器模型，控制燃料、氧化剂入口流量恒定，设计了O₂/CO₂、O₂/N₂氧化剂氛围中O₂浓度在21%～40%内的多种工况，对煤粉燃烧特性及燃烧产生的污染物进行了研究。分析了不同工况下煤粉燃烧的温度分布、燃烧速率、碳烟、NO_x的生成情况。结果显示，在O₂/CO₂、O₂/N₂两种氧化剂氛围中，随着O₂浓度的上升，煤粉燃烧温度升高、燃烧速率增大，碳烟生成量均增加，同等O2浓度条件下，O₂/CO₂氛围的煤粉燃烧温度和燃烧速率均高于O₂/N₂氛围，碳烟生成量小于O₂/N₂氛围，且O₂/CO₂...     

联合循环机组余热锅炉SCR脱硝系统氨逃逸率高原因分析及处理

针对燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉选择性催化还原(SCR)脱硝系统氨逃逸率高的问题,通过对燃气—蒸汽联合循环机组排放的烟气NO_x中NO₂含量高,且过量NO₂的反应速度慢的机理研究,分析了余热锅炉SCR脱硝系统氨逃逸率高的原因及危害;提出了通过燃烧调整、更换新型催化剂、流场优化及精准喷氨等技术措施可有效降低氨逃逸率。     

火焰合成Pt修饰CuO氧载体低温化学链燃烧特性

采用火焰喷雾热解方法(FSP)合成了Pt修饰CuO纳米氧载体材料(FSP-Pt/Cu O),首先通过XRD、SEM等表征手段分析了Pt/CuO的结构和组成;通过热重分析仪、化学吸附仪对比研究了FSP合成的CuO、Pt/CuO以及商用CuO纳米颗粒的化学链燃烧反应性能．结果表明,FSP-Pt/CuO氧载体材料与H₂、CO、CH₄的还原反应温度能够分别降低到200℃、105℃、290℃以下．进一步考察了H₂、O₂不同浓度对Pt/CuO氧载体还原、氧化特性的影响,并测试了Pt/CuO氧载体的低温化学链燃烧循环稳定性．最后通过Pt/CuO氧载体颗粒表面的氢溢流原理对低温化学链燃烧过程进行了模型机理解释．     

氧缺陷影响铁基载氧体氧化-还原行为的分子动力学模拟

铁基载氧体是化学链燃烧中最受青睐的金属载氧体。构造了氧化铁载氧体的S完整表面和S^1*、S^2*、S^3*三种代表性缺陷表面,基于密度泛函理论(density function theory, DFT),首先计算分析了氧缺陷对CO在α-Fe₂O₃表面上吸附反应的影响,即对比了完整和缺陷α-Fe₂O₃(0 0 1)表面上CO的吸附和生成物CO₂的解离;其次将反应后的载氧体构型表面进行O₂吸附反应的模拟;继而对此载氧体一个循环及过程中铁基载氧体表面的积碳趋势进行了模拟分析。通过吸附能、反应能垒和反应能等参数的比较,结果显示,在铁基载氧体表面还原、积碳、氧化反应中,S^1*类氧缺陷具有更好的反应活性和抗积碳性能,具有良好的循环反应性能。该模拟研究为缺陷类型铁基载氧体的制备及其反应条件的确定提供指导。     

MILD燃烧方式下燃料NOx生成特性数值模拟

针对MILD燃烧新模式下燃料NO_x生成特性暂不清楚的问题，开展了甲烷MILD燃烧的CFD数值模拟．通过向燃料中添加不同比例的NH₃，考察了NH₃添加对MILD燃烧方式下燃料NO_x生成特性的影响，对于明确MILD燃烧降低燃料NO_x排放的可行性具有重要意义．在分析现有CH₄/NH₃反应机理可靠性的基础上提出了改进模型，并进行了甲烷MILD燃烧火焰结构和NO排放的实验验证．研究结果表明：随着燃料中NH₃含量的增加，无论是常规燃烧还是MILD燃烧下NO排放都相应提高；同时，MILD燃烧下特殊的燃料氧化过程导致NO的还原作用弱于常规燃烧，因此当燃料中初始NH₃体积分数超过1.3%后NO排放值反而高于常规燃烧．     

Mo2C/Al2O3的制备及其催化二甲醚水蒸气重整性能研究

通过浸渍沉淀法结合程序升温碳化法制备了Mo₂C/Al₂O₃复合催化剂,并应用于二甲醚水蒸气重整催化体系的研究。考察了二甲醚水解催化载体、水解功能组分Al₂O₃与重整功能组分Mo₂C的比例、反应物浓度对复合催化剂活性的影响。结果表明,β-Mo₂C与γ-Al₂O₃载体以Mo/Al = 1/1耦合后能够高效催化二甲醚重整制氢,其最佳进料水醚比为5,最适反应温度为400℃。