木质素热解气相产物释放特性实验研究EI北大核心CSCD

利用热重红外分析仪（TG-FTIR）对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,结合红外光谱对木质素不同热解阶段生成的半焦进行研究。实验结果表明：木质素热解分为3个阶段,200℃以下为自由水挥发过程;200-550℃为主要热解阶段,此过程中木质素苯环周围的官能团发生断裂,析出部分气体产物及焦油产物;550-900℃过程中,苯环发生解链或芳香缩聚成碳。通过FTIR的研究发现,木质素热解过程中,析出的主要气体包括H2O、CO2、CO以及烃类产物CH4等,CO2析出存在2个温度区间低温段（250-450℃）和高温段（650-750℃）,而CO在高温段大量生成,CH4的析出主要集中在在300-600℃温度区间。     

有机钙燃煤固氟剂的固氟效果和表面形态研究

在煅烧实验台上研究了醋酸钙镁（CMA）、醋酸钙（CA）和丙酸钙（CP）3种有机钙在不同煅烧温度和时间下煅烧产物的比表面积和表面形态,得出了有机钙固氟效果的变化规律,以及不同有机钙最佳固氟效果的温度和时间窗口。结果表明:不同煅烧温度下有机钙煅烧产物的比表面积随温度升高呈现出先升后降的趋势,并在900 ℃时达到最大值;3种样品中CMA煅烧产物的比表面积最大,固氟能力最好;不同煅烧时间下有机钙煅烧产物的比表面积随时间延长呈现出先增大后减小的趋势,且煅烧产物比表面积越大时,烧结现象对有机钙固氟能力的不利影响越大;煅烧产物的微观表面形态变化也进一步证实了固氟能力的变化规律。     

煤泥热解产物析出特性热质联用实验研究

利用热重-质谱联用技术对煤泥热解特性进行研究,分析含水率和升温速率对煤泥热解产物析出现象的影响。结果表明:主要热解产物依次为CH4、HCN、CO2、C3H7+、C2H6、C3H5+,其析出温度均分布在350~650 ℃和650~900 ℃;含水率对热解产物的析出特性影响较小,CH4、HCN、C2H6与C3H5+析出强度峰值在500 ℃左右,CO2及C3H7+的析出强度峰值分别在500、700 ℃左右;升温速率对热解产物的析出特性影响较明显;随着升温速率提高,产物析出峰值均向高温区段移动,4种热解产物的析出强度均呈增大趋势。     

O2/CO2燃煤气氛下有机钙再燃脱硝性能

采用沉降炉实验系统研究了O2/CO2燃煤气氛下醋酸钙、醋酸调质石灰石和木醋调质石灰石再燃脱硝性能,探索了CO2浓度、温度、再燃比、氧浓度、停留时间、SO2、氨氮比等反应参数对再燃和先进再燃脱硝的影响。结果表明：O2/CO2气氛下,提高CO2浓度有助于有机钙再燃脱硝反应。有机钙再燃和先进再燃脱硝适宜工况参数：温度范围1223~1373 K、再燃比为14%~17%、再燃区入口氧浓度为3%左右、停留时间为0.8 s,氨氮比为0.75。典型工况条件下,有机钙基本再燃脱硝效率为62.0%~82.7%,先进再燃脱硝效率88.3%~95.6%。醋酸和木醋调质石灰石再燃和先进再燃脱硝性能略优于醋酸钙。O2/CO2气氛下有机钙再燃在最佳脱硫温度下不能获得最大脱硝效率,先进再燃可以明显改善脱硝性能。最佳反应条件下木醋调质石灰石先进再燃脱硫脱硝效率分别为73.2%和94.8%。     

N_2/CO_2气氛下含油污泥热解特性实验研究

含油污泥成分复杂、性质变化大、有毒物质含量高,可采用热解技术实现减容无害化处罪。基于热重-红外联用分析仪(TG-FTIR)研究了某含油污泥在N_2/CO_2气氛下的热解特性。结果表明:含油污泥热解过程主要分为低沸点烃类物质(300~500℃)的析出、无机碳酸盐(500~800℃)以及重质油等长链稳定有机大分子(900~1 100℃)的分解3个阶段;利用Coats-Redfern方法,求得含油污泥主要热解阶段的动力学参数,发现高温段的活化能高于中、低温段;N_2/CO_2气氛对中、低温段热解过程影响不大,但是在CO_2气氛下高温段的活化能明显增加;热解产物FTIR分析得出其析出气体主要以CO_2、CO以及CH4等轻质气体为主;在高温段,有大量的甲基化合物析出,且CO_2气氛对其生成有明显的促进作用。     

稻草和玉米秆热解气体产物的释放特性及形成机理

采用管式反应器与傅里叶变换红外分析(FTIR)联用技术进行了生物质热解特性及主要气体产物释放规律的研究。结果表明,农业生物质热解的主要气体产物有H2O、CO2、CO、CH4、C2H6、C2H4、HCOOH、CH3OH和酚类化合物等。热解过程中先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,主要的C-C键、糖苷键、羰基、羧基、甲氧基和C-O-(C)等基团发生断裂和重整反应,生成CO,CO2、CH4和醇、酸、醛、酚类等物质;在炭化阶段,C-H键和C-O键进一步断裂和芳香化转化,析出CH4、CO2和CO等。在稻草和玉米秆热解过程中,H2O、CO2、CO和CH4有多个析出极值出现,并分别在309和335 ℃达到最大析出峰值。CO和CO2的释放主要集中在220~400 ℃,而CH4的释放主要在较高温度段275~400 ℃,比CO和CO2的析出温度高出55 ℃左右。在220~400 ℃,CO和H2O的释放特性相似。气体产物的释放规律揭示了有关生物质不同组分热行为的重要信息。     

生物质再燃还原NO_x的机理分析

生物质是用于煤粉炉再燃脱硝的重要燃料。分析了生物质快速热解还原NOx的机理。生物质热解的主要产物是H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、焦炭、焦油和灰分等。生物质中的氮热解转化为HCN和NH3,二者对还原NOx有很大的影响。生物质再燃主要是通过碳氢化合物还原NOx,HCCO+NOx和CHi(特别是CH3)+NOx是最重要的反应,CHi在CH4脱硝过程中最重要,HCCO在C2脱硝过程中占主导作用。CO、H2、焦油和灰中的碱金属对还原NOx起到一定的促进作用。     

温度对烟杆热解炭、气、油联产特性的影响

烟杆热解多联产是烟杆高值化利用的重要选择之一。文中主要研究了烟杆热解转化过程中气液固产物的形成析出机制以及联产机制。研究发现随着热解温度的升高,气体产率直线增加,固体焦逐渐减少,液体油产率则在20%左右变化不大。在低温下,热解气主要为CO2和CO,随着温度的升高,CO、H2和CH4的量逐渐增大,且在700℃时CO高达35.65%,热解气热值也升高到12.53 MJ/m3,是较理想的气体燃料。液体油的组成较为复杂,其中吡啶类、酯类和一些酸类大分子有机物含量在低温下较高,而在高温下由于二次反应而使其含量降低,苯酚类和芳环类有机物均在高温下含量较高。随着温度的上升,焦炭中的有机官能团逐渐减少,在600℃后,烟杆基本热解完全。     

热解条件对煤焦孔结构和反应性的影响

使用加压热重分析仪、马弗炉和常压滴管炉装置对褐煤、次烟煤、烟煤进行制焦,应用压汞法、低温N2和常温CO2吸附法测定煤焦孔结构参数,并通过扫描电镜观察煤焦表面形貌,测定了煤焦的CHN元素含量,利用热重分析仪测定焦900℃下的CO2气化反应活性,研究了压力、升温速率、高温停留时间对孔结构和气化反应性的影响。研究表明,慢速升温下提高热解压力会降低孔表面积和气化反应性;提高升温速率,降低高温停留时间,则微孔表面积降低,中孔显著增加,大孔的分形维数降低,化学反应活性提高;煤焦反应活性主要与残余挥发分含量相关,其次受到大、中孔表面积影响,而与微孔无关。     

低温等离子改性复合钙基吸附剂烟气脱汞脱硫实验研究

为提高复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的脱除效率,提出通过低温等离子技术改性复合钙基吸附剂,借助N2吸附和傅里叶红外光谱技术对吸附剂进行表征,分析低温等离子改性对复合钙基吸附剂表面理化特性的影响。在固定床吸附实验台上进行脱汞脱硫实验,探究了AC与Ca O质量比、水合条件对汞吸附效果的影响;在优化的实验条件下,探究了低温等离子改性时间和改性功率对复合钙基吸附剂脱汞脱硫的影响规律。实验结果表明:最佳实验条件下制备的复合钙基吸附剂具有良好的比表面积和孔隙结构,可以有效脱除烟气中的Hg和SO_2;低温等离子改性能够增加复合钙基吸附剂表面含氧官能团的数量,对吸附剂脱汞脱硫性能具有重要的影响,低温等离子改性复合钙基吸附剂可以明显提高吸附剂脱汞脱硫的效率;经40W低温等离子改性10 min后的单位质量复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的吸附量相对于未改性的分别提高了33.10%和34.71%,低温等离子改性具有明显的优势,是一种具有较大发展潜力的污染物脱除方法。     

先进再燃加入CMA添加剂后脱硫脱氮效率分析

从热力学原理上对以尿素作吸收剂,钙镁醋酸盐(CMA)作添加剂同时脱硫脱氮吸收反应的可能性和限度进行分析,通过计算吸收反应达到平衡时SO2和NOx的分压力,并与仅仅使用尿素吸收剂脱硫脱氮反应比较净化效果.结果表明:在先进再燃基础上加入CMA作为添加剂比先进再燃本身同时脱硫脱氮效果更好.     

尿素/三乙醇胺湿法烟气脱硫脱硝的试验研究

尿素溶液与NOx反应生成N2和CO2气体,可实现烟气同时脱硫脱硝,该文进行了尿素/三乙醇胺湿法脱硫脱硝的试验研究。试验采用双级串连的填料塔为主体反应器,分别对气速、液气比、反应物浓度、添加剂浓度、反应温度等参数对尿素溶液吸收SO2反应的影响进行了试验研究,并进行了尿素溶液同时吸收SO2和NOx的试验研究,研究表明：增大气速、液气比可使脱硫效率增加,而三乙醇胺和尿素浓度对脱硫效率影响较小。SO2和NOx具有相互协同促进作用,其净化效率在试验条件下可分别提高1%~3%和5%~ 6%,总脱硫效率可达95%以上,脱硝效率在63%以上。     

低温洗涤法烟气脱硫脱碳工艺模拟研究

本文提出了一种通过低温戊烷液体洗涤烟气将CO2和SO2同时冷凝脱除的烟气处理工艺。该工艺采用2塔喷淋冷却方式冷却烟气,第1个喷淋塔采用冷冻水喷淋降温至接近冰点,第2个喷淋塔采用低温正戊烷液体喷淋降温至SO2和CO2的凝华温度,洗涤冷凝得到的SO2、CO2和H2O等组分不溶于正戊烷,故而从洗涤液分离出来。本文基于ASPEN PLUS软件建立600 MW 燃煤机组低温冷凝法脱硫脱碳工艺模型,通过物料和能量平衡计算,对SO2和CO2脱除效率和系统能耗进行了分析。结果表明:将烟气降温至–116 ℃时,CO2捕集率达到90%,SO2脱除率接近100%;当捕集的CO2以气态形式存在时,系统能耗约为80.25 MW（188.6 kW·h/t）,当捕集的CO2以液态形式存在时,系统能耗约为114.56 MW（269.2 kW·h/t）,比传统醇胺吸收法脱碳能耗降低30%左右。     

采用UV/H2O2体系进行烟气脱硫脱硝的实验研究

为寻求一种高效的烟气多污染物脱除技术,采用UV/H2O2体系进行烟气脱硫脱硝实验研究。在自制的鼓泡反应器上考察模拟烟气成分、H2O2溶液浓度和催化剂等影响因素对脱硫脱硝效率的影响,得出了最佳实验条件。当pH值保持在3.3左右,氧气体积浓度大于6%,溶液温度在45℃以下,加入金属催化离子时,SO2及NOx的脱除效率可达到95%以上。对实验结果进行了讨论和分析,认为该技术有望用于现有传统湿式脱硫技术的改造,使其具有同时脱硫脱硝功能。     

炉内喷钙对SO_2和NO_x排放的影响研究

在一维沉降炉上进行了炉内喷钙脱硫试验,系统考察了煤粉炉内喷钙脱硫工况条件下SO2和NOx排放发影响因素。试验表明,SO2和NOx排放与炉内温度、Ca/S、脱硫剂细度、煤种、过量空气系数等有密切关系。通过SO2和NOx排放规律的研究,为石灰石脱硫选择一个合适的工况,缓解脱硫和降低NOx排放之间的矛盾。     

用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中NOx及SO2的试验研究

对臭氧氧化锅炉烟气同时脱硫脱硝技术进行了基础试验研究，主要对臭氧的无催化热分解特性、臭氧与NO和SO2的氧化特性以及结合湿法洗涤的整体脱除效果进行了试验研究。研究结果表明臭氧在典型锅炉排烟温度150℃下10s内分解率为28%，该温度下臭氧的生存时间远长于其与NOx/SO2的动力学反应时间，对反应过程影响不大。在100~ 200℃范围内，臭氧均可以对NO进行高效氧化，在[O3]/ [NO]=1.0时，NO氧化率分别达到了85.7％和84.8％，随温度升高，臭氧的分解速度加快，NO氧化效率不断下降，至400℃时已无氧化能力。SO2与O3之间的氧化反应进行较弱，SO2氧化率最高达29.75%，有效温度为27~300℃。系统中加入200mL/m3的SO2对O3/NO之间的氧化反应影响不大。通过结合尾部湿法洗涤，在[O3]/[NO]=0.9时，脱硫效率接近100%，脱硝效率达到86.27%。     

等离子体协助InZSM-5选择性催化还原贫燃NOx

为了解等离子体协助选择性催化还原(SCR)贫燃NOx的效果及相关因素,以NO模拟尾气中NOx,C2H4为还原剂,InZSM-5为催化剂,空速为32000h-1,试验研究了NO/O2/N2/C2H4系统中,单独等离子体、单独SCR及等离子体协助SCR 3种技术路线下NOx的去除率,并考察了等离子体电压、电源频率及空速对NOx去除的影响。试验发现:单独等离子体作用时NOx无法被有效的还原成N2,但等离子体在一定电压下可显著提高CH-SCR活性;较低空速下,等离子体协助InZSM-5效果明显提高;在2.5-4 kHz内,电源频率对等离子体协助SCR影响不大。     

石灰石颗粒煅烧特性的模拟与分析

在不同的煅烧温度、颗粒粒径和二氧化碳浓度下对石灰石颗粒进行热重分析。同时,以未反应收缩核为基础,建立石灰石颗粒同时煅烧、烧结模型。分析化学反应、传热传质对颗粒煅烧的影响。结果表明:在煅烧后的 CaCO3-CaO 多孔介质中,化学反应和 CO2的扩散对煅烧起着主导作用。     

烟气循环流化床同时脱硫脱氮试验研究

该文应用自主开发的高活性吸收剂，在自行设计的烟气循环流化床上进行了同时脱硫脱氮试验研究，探讨了影响高活性收剂脱除效率的诸因素，确定了工况条件。当Ca／(S N)比为1．1时，SO2脱除效率达92．3％，NOx脱除效率达60．8％。在试验的基础上，探讨了烟气循环流化床同时脱硫脱氮的机理，研究结果对工业应用有重要的参考价值，该新的烟气循环流化床同时脱硫脱氮技术在国内外将有广阔的应用前景。该项研究未见报道。     

Simultaneous removal of NO/sub x/, SO/sub x/, and CO/sub 2/ at elevated temperature using a plasma-chemical hybrid process

In previous studies, the authors confirmed that the plasma-chemical combined hybrid process for controlling NO flue gas emission was extremely effective and economical in comparison with the conventional selective catalytic reduction (SCR) system and other technologies. In the present study, we carried out experiments on the simultaneous removal of NO/sub x/ and SO/sub x/ at elevated temperature using the plasma-chemical hybrid process. A series of experiments was performed to quantify all the reaction byproducts such as N/sub 2/O, CO, HNO/sub 2/, HNO/sub 3/, NO/sub 3//sup -/, and SO/sub 4//sup -/ to evaluate the simultaneous NO/sub x/ and SO/sub x/ removal efficiency. The oxidation from NO to NO/sub 2/ without decreasing NO/sub x/ concentration (i.e., minimum reaction byproducts) and with least power consumption is the key for the optimum operation of the plasma reactor. The produced NO/sub 2/ was totally converted to N/sub 2/ and Na/sub 2/SO/sub 4/ with Na/sub 2/SO/sub 3/ or Na/sub 2/S with and without NaOH using the barrier-type packed-bed plasma reactor followed by the packed-column chemical reactor. The NO/sub 2/ reduction was more effective for Na/sub 2/S than Na/sub 2/SO/sub 3/ but produces H/sub 2/S with Na/sub 2/S. For both cases at least five times the stoichiometric amount of chemicals were required for complete NO/sub 2/ reduction. Nearly 100% of NO/sub x/ and SO /sub 2/ and 40% Of CO/sub 2/ simultaneous removal were achieved with less than 5 ppm of N/sub 2/O and CO. The operating cost was less than 1/4 the SCR process. The additional SO/sub 2/ treatment system can be eliminated.