流态化燃烧NO、N2O和SO2同步排放试验研究

研究了热态流化床实验台中燃烧褐煤、烟煤和无烟煤时SO_2、NO和N_2O同步排放浓度随过量空气系数、燃烧温度和钙硫比的变化规律。试验中过量空气系数变化范围为0.8～1.8,燃烧温度变化范围为750～950℃,钙硫比变化范围为0～3。结果表明:过量空气系数增加时NO和N_2O的排放浓度增加,SO_2排放浓度先增加后降低;燃烧温度增加时NO排放浓度增加,N_2O排放浓度降低,SO_2的排放浓度增加;加入碳酸钙后NO排放量增加,N_2O和SO_2的排放量减少。加入碳酸钙后可以有效降低SO_2排放,同时会使NO排放增加、N_2O排放降低;烟煤、无烟煤和褐煤燃烧时NO、SO_2和N_2O随过量空气系数的变化规律存在差别。     

烟煤添加氮还原剂再燃脱硝过程中N2O的生成特性

在淮南烟煤中浸渍添加尿素和(NH4)2SO4,研究复合再燃脱硝过程中N2O的生成特性.再燃实验在石英固定床反应器上进行,温度范围为800～1 200 ℃.研究发现,复合再燃过程中,再燃和氮还原剂脱硝都会部分将NO转化成N2O,因此NO被还原的程度越大,N2O的排放浓度越高.氮还原剂的添加量越大,生成的N2O浓度越高,而添加尿素时的N2O排放量比添加硫酸铵时大得多.从NO转化成N2O的比例来说,使用氮还原剂添加量不大的情况下,与原煤再燃的N2O排放比例比较接近.随着反应器的温度的升高,N2O排放量迅速降低.低氧浓度亦有利于减少NO向N2O的转化.     

生物质与煤混合富氧燃烧过程中NO和N_2O的排放特性研究

为了研究燃烧气氛、进口氧气浓度、生物质掺混比、燃烧温度以及过量氧气系数对循环流化床(CFB)富氧燃烧过程中NO,N_2O排放特性以及燃料中N的转化特性的影响,以棉秆和大同烟煤为燃料,在50 k W循环流化床燃烧试验台上进行了空气气氛和O_2/CO_2气氛下的生物质与煤混合燃烧试验。试验结果表明:与空气气氛相比,O2/CO2气氛下,NO,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着进口氧气浓度和燃烧温度的升高,NO的排放量均升高,N_2O的排放量和燃料中N的转化率均降低;随着生物质掺混比的增大,NO的排放量和燃料中N的转化率降低,N_2O的排放量升高;NO,N_2O的排放量以及燃料中N的转化率均随过量氧气系数增大而升高。     

NaOH作添加剂对NO_xOUT工艺的试验影响

对NaOH作添加剂对尿素作还原剂的选择性非催化还原(NOxOUT)脱硝工艺的影响进行了试验研究。无添加剂时,在780℃～1 000℃范围内随温度升高,NO的浓度先降低后升高,N2O浓度先升高后降低,转折点为900℃。随着氨氮比增大,NO去除率增大,N2O浓度也随之升高,总的NOx去除率由于N2O的影响提高不明显。有NaOH作添加剂时,随着NaOH的添加量的增大,N2O的浓度逐渐减小,NO的浓度在较低温度时,先减小后增大,较高温度时,一直增大,但变化幅度要比N2O小。在氨氮比为1.5且有NaOH作添加剂时,900℃条件下可得到73.48%的总NOx去除率。NaOH对工艺的影响是产生活性基元和去除尿素分解生成的HNCO联合作用,后者作用较大。因尾气中钠盐主要以NaNCO形式存在,由此引起的烟气碱性增大的程度并不严重。     

添加剂在生物质燃料燃烧时对NO排放的影响

为控制生物质燃烧过程中NOx的排放,本研究采用向生物质中添加纳米铁基添加剂的方式进行NO燃烧抑制研究。在一维管式炉中,分别对含有纳米Fe_2O_3添加剂的三种典型生物质燃料玉米秸秆、稻壳和锯末进行生物质取样100 mg,在700、800和900℃工况下实验研究NO排放特性。结果表明:Fe_2O_3可以有效地降低NO的峰值。随着温度升高,玉米秸秆和锯末的NO峰值降低率加大,在800℃时稻壳的NO峰值降低率最大。不同温度下,添加1 mg的Fe2O3时玉米秸秆、稻壳和锯末的最大NO峰值降低率分别为18.71%、29.88%和18.66%。增加Fe_2O_3的添加剂量,NO峰值降低率增大。在900℃时添加0.5~2 mg的Fe_2O_3,玉米秸秆、稻壳和锯末,最大NO峰值降低率分别为28.02%、32.56%和27.12%。纳米Fe_2O_3降低NO排放的效果要好于纳米单质Fe。根据生物质燃烧过程中氮的转化路径与机理,推测Fe_2O_3主要通过将NO的前驱物HCN还原为N2,从而抑制NO的生成;单质Fe则主要通过直接将生成的NO还原为N_2来减少NO的排放。     

船舶尾气臭氧氧化-海水吸收的脱硫脱硝新工艺研究

通过模拟试验研究了臭氧氧化结合海水吸收同时脱除船用发动机排气中SO2和NO2的新工艺.在管式反应器内研究了反应温度、n(O3)/n(NO)(物质的量之比)、碳氢、SO2等对臭氧氧化NO的影响,并对模拟尾气进行了臭氧氧化结合海水吸收的脱硫脱硝试验.结果表明,n(O3)/n(NO)对臭氧氧化NO影响很大,NO氧化率随n(O3)/n(NO)呈线性增长,n(O3)/n(NO)为1,反应温度分别为常温、150℃和200℃时,NO氧化率分别达到99.0%、98.3%和98.1%;反应温度低于200℃时,温度对臭氧氧化NO影响很小,而当反应温度升至275℃时,NO氧化率明显下降,这与臭氧在较高温度下分解有关;SO2在O3/NO/SO2/N2/O2体系和O3/NO/C2H4/SO2/N2/O2体系中对臭氧氧化NO都没有影响;200℃以下,C2H4对臭氧氧化NO影响很小,而在275 ℃时,C2H4对臭氧氧化NO有一定促进作用;模拟尾气经臭氧氧化-海水吸收后,脱硫率为98.5%,n(O3)/n(NO)为1时的脱硝率为91.05,NO能耗为56.4 g、(kW·h).     

臭氧氧化烟气脱硝制硝酸的试验研究

将含NO的模拟烟气用臭氧氧化后进行洗气,在脱硝过程中制得硝酸.在100～160℃模拟烟气温度范围内,O3与NO3浓度是影响气液反应HNO3生成的重要因素.臭氧与NO的物质的量比(O3/NO)在1.5以上为宜.高的O3/NO物质的量比和低的模拟烟气温度,利于反应生成NO3和提供较高体积分数的O3进行气液反应,促进HNO3的生成,抑制亚硝酸的生成.试验中在模拟烟气温度120℃下,O3/NO物质的量比为1.5和2时,硝酸产率分别为70.5%和88%.随着在气相反应器中停留时间的延长,O3与NO3的浓度降低,HNO3产率下降,HNO2生成上升.吸收液的酸度对HNO3生成的影响并不明显,在pH值1.5～2.5时,硝酸的产率比pH值等于7时降低3%～4%.     

超临界水氧化后生活垃圾中元素的迁移规律

采用超临界水氧化处理垃圾的方式,对生活垃圾中C、N、S元素的迁移规律进行了研究.结果表明:随着温度的升高,气相产物碳收率增加,固相产物碳收率降低,液相产物碳收率基本稳定;NO、NO2、NH3及HCN产气氮收率均接近0,有一部分N元素转化为N2O气体;有5%~30%的硫元素以硫酸盐的形式存在于液相中,几乎不产生SO2、SO3气体.同时,添加活性炭既能促进氧化反应又可降低N2O气体的生成.     

分解炉内贫氧高CO2燃烧条件下挥发分NO生成机理

基于GRI3.0详细动力学反应机理数据库,采用生成速率分析方法,从化学反应动力学角度分析水泥分解炉内煤粉挥发分贫氧燃烧时低温、高浓度CO2条件下挥发分NO生成机理及挥发分中HCN转化生成NO的主要转化路径.分析结果表明,煤粉在过量空气系数为0.8的贫氧燃烧条件下,分解炉内高浓度CO2气氛会促进NO生成,增大NO的排放浓度;850～950℃温度范围内,CO2体积分数为0%～35%条件下挥发分NO生成的主要机理反应式为N+O2(→)NO+O、HNO+H(→)H2+NO和N+CO2(→)NO+CO;高体积分数CO2通过推进反应FINO+H(→)H2+NO和N+CO2(→)NO+CO促进NO生成;其中HNO是NO生成过程中最重要的活性含氮中间产物,对NO生成起主要的贡献作用;HCN氧化生成NO的主要反应路径为HCN先转化生成NHi,再进一步转化生成HNO活性含氮中间体,最终生成NO.     

气体微波放电转化NO的模拟实验研究

对模拟烟气系统的微波放电转化NO过程进行了数值模拟,分析了影响NO转化率和N2、NO2选择性的因素及规律。研究结果表明:在He+NO+O2系统中,40 W微波功率下,NO总转化率可达77%,其中59%转化为N2,18%转化为NO2。微波功率、NO初始浓度和O2初始浓度等对NO转化率及N2、NO2的选择性有一定的影响。微波功率对NO转化率影响不大,但微波功率的增大有利于NO向N2的转化、提高N2选择性。NO初始浓度的增加降低了体系的NO转化率。O2的加入使产物中NO2的量增加,但NO转化为N2的转化率总大于其转化为NO2的转化率。屏蔽O自由基和N自由基均降低了NO的转化率,有O无N使NO主要转化为NO2,有N无O有利于NO向N2的转化。     

应用Na2O2吸收控制汽车尾气中CO2排放物

简述了汽车排放污染物的种类、危害及各种相应的减排控制措施,针对CO2这一温室气体提出了通过Na2O2吸收的解决方案,并给出了CO2吸收器的基本构造和反应机理,同时也指出了这一方案在实际运行中存在的问题。     

世博规划区SO_2浓度分布数值计算

基于世博园区主要污染源的排污统计分析,运用ADMS-Urban模型对世博园区SO2浓度变化规律进行数值模拟计算,分析了风向、风速、云盖度及降雨等方面分析对SO2浓度扩散的影响程度,以及SO2污染世博规划区空气质量最严重的不利因素。结果表明,对世博规划区SO2浓度贡献最大的为杨树浦发电厂,云盖度对污染物浓度扩散有一定的抑制作用,降雨对污染物浓度有削减作用,降雨对污染物浓度的削减作用远远大于云盖度的抑制作用,SO2污染世博规划区空气质量最严重的不利因素为36.8°或190.8°的风向,这两种风向下世博规划区SO2浓度严重超标。     

TiO2对连铸保护渣结晶性能的影响

采用热丝法结晶性能测定仪及XRD,研究了不同冷却速率条件下TiO2对连铸保护渣结晶性能的影响。结果表明：在相同冷却速率条件下,随着TiO2加入量的增加,连铸保护渣的结晶温度和结晶化率随之增大。TiO2加入量（质量分数）为15％和20％条件下,连铸保护渣的结晶化率在不同冷却速率下都接近100％。添加少量的TiO2可以降低连铸保护渣的结晶温度和结晶化率。确定了TiO2加入量（质量分数）为20％时连铸保护渣析出晶体的种类。     

改性西瓜皮生物炭对废水中Pb2+的吸附研究

以西瓜皮为原料制备生物炭（WM）吸附水中的Zn²⁺,再将吸附后的生物炭进行二次热解,制得WM-Zn并用于吸附水中的Pb²⁺。研究表明,WM-Zn对Pb²⁺ 的吸附容量（163.84 mg/g）高于WM的吸附容量（87.64 mg/g）。利用X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、元素分析（EA）、X射线衍射（XRD）、吸附比表面测试法（BET）和Zeta电位对生物炭进行了表征,发现WM-Zn表面孔结构的扩大和官能团的增多均有助于Pb²⁺ 的去除,WM-Zn对Pb²⁺ 的吸附可归结为官能团络合、静电吸附、物理吸附和沉淀作用。此外,WM吸附Zn²⁺ 和WM-Zn吸附Pb²⁺ 均符合Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型,表明吸附过程是以单分子层吸附为主的化学吸附。在吸附-解吸循环实验中,WM-Zn在第6次循环中吸附量可达到87.36 mg/g,表明WM-Zn吸附具有良好的可重复性。     

进气氧浓度对柴油机低温燃烧影响的试验研究

为了研究低温燃烧机理的极端情况,即废气中不含比热容较小的N2,通过向进气管喷入CO2气体控制进气氧浓度、改变喷油量、喷油时刻、喷油压力等,研究了进气氧浓度对柴油机燃烧和排放特性的影响.结果表明,随进气氧浓度降低,在喷油量为25 mg/cyc时,放热速率逐渐降低,而在喷油量为50 mg/cyc时,放热速率先升高后降低;较低进气氧浓度时,燃烧呈明显的两阶段放热.喷油量为50 mg/cyc时,降低碳烟排放最有效的途径是提高喷油压力.综合性能和排放,喷油提前角应不小于20°CA,此时NOx和碳烟排放较低,且可保持较高的热效率.     

不同化学药剂再生硅碳素的试验研究

采用不同的化学药剂对吸附Mn2+的硅碳素(ANJ.SiC)进行再生试验研究,选出效果较好的再生剂。在相同的条件下,分别采用酸(HCl、HNO3、CH3COOH)、碱(NaOH、KOH)、盐(NaCl、CaCl2、NH4Cl、FeCl3、Al2(SO4)3、MgSO4)、表面活性剂溴化十六烷基三甲胺(HDTMA)及乙醇,对吸附Mn2+饱和的硅碳素进行再生,并对上述方法得到的结果进行比较分析。试验结果表明,含Na+化合物具有较好的再生效果,在一定条件下,硅碳素的再生率均达到114%以上。通过SEM图像对比分析得出,经含Na+化合物再生后,硅碳素表面空隙率增大,表面化学性质有明显改善。     

基于生命周期评价的化学法合成生物柴油能耗与CO_2净排放评价方法

针对化学法合成生物柴油生命周期过程中化石能源投入以及各环节CO2气体排放,以生命周期评价方法学为基础,初步建立了生物柴油生命周期净能量和化学法合成生物柴油过程中CO2气体净排放量计算方法,为科学评估该工艺的能源效率和CO2排放量提供了方法依据.     

不同气化剂下海藻粉在气流床下气化特性试验研究

为考察O2/水蒸气和O2/CO2作为气化剂对海藻粉气化特性的影响,在自制的小型生物质气流床气化炉上开展海藻粉在气流床下气化特性试验研究。当氧气/生物质比（O/B）为0.3、气化温度为1200℃时,不同水蒸气/生物质比（S/B=0～1.2）对合成气组成有较大影响,其中H2产量的上升趋势最为明显,S/B=1.2时比单纯氧气气化提高了81.4%。而在O2/CO2气化条件下,由生物质产生的CO2随二氧化碳/生物质比（CO2/B）的增加而下降,当CO2/B=0.9时,H2、CO的产量分别比单纯氧气气化提高了33.9%和75.8%,热值由5521 kJ/m3上升至8576 kJ/m3。结果表明,如果以提高热值为制取合成气的目标时,添加CO2在一定范围内可以达到水蒸气的效果,同时降低了系统能耗及简化了气化设备。     

Effect of thermo-hydrogen-treatment on the surface oxide film and the compaction temperature of Ti-47Al-2Cr-2Nb pre-alloyed powders during hot-isostatic-pressing

In this study, a new hot-isostatic-pressing process was proposed, combining with the thermo-hydrogen-treatment process. Effects of hydrogen-atoms on the surface-oxide-film and the compaction-temperature of Ti-47Al-2Cr-2Nb pre-alloyed powders were investigated during hot-isostatic-pressing. Results show that the surface-oxide-film of powders of thermo-hydrogen-treatment can be effectively removed. For samples prepared by the new hot-isostatic-pressing process, the oxygen content decreased by 130 ppm and the compaction-temperature reduced by 50–100 °C, comparing with samples prepared by the traditional hot-isostatic-pressing process. After high-temperature vacuum annealing, the compressive fracture strength and ratio of samples prepared by the new hot-isostatic-pressing process is as high as 2830 MPa and 34.5%.     

O_2/CO_2条件下生物质焦和煤焦燃烧动力学特性

为得到富氧条件下生物质焦和煤焦的燃烧动力学特性规律,利用热重研究了麦秆焦,木屑焦以及烟煤焦在富氧气条件下的燃烧特性。实验结果表明:无论是生物质焦还是煤焦,相同的O2浓度下,O2/CO2气氛下焦样的着火相对于O2/N2气氛均发生了延迟,燃烧特性指数也均低于O2/N2气氛下对应值;在O2/CO2气氛和O2/N2气氛下,随着O2浓度的增加,焦样的着火温度均降低,燃烧特性指数增大,且提高O2浓度对煤焦着火的改善程度显著优于木屑焦。