喷淋耦合微纳米气泡同时脱硫脱硝研究

采用喷淋耦合微纳米气泡法,即微纳米气泡分散体系与部分循环水一起进入吸收塔上部喷淋,模拟烟气从吸收塔下部进入,气液两相充分接触氧化吸收,达到脱硫脱硝的目的。结果表明:当SO_2浓度为1 142 mg/m³,NO_x浓度为1 000 mg/m3,NO_x浓度为1 000 mg/m³,水溶液pH为5,水温20℃,微纳米气泡分散体系在整个喷淋水溶液中占比50%,浸没深度为50 cm,进气量为60 L/min,喷淋水量为3.3 L/min,填料高度为120 cm, SO_2去除率达98.72%,NO_x去除率达70.45%。本实验特点是仅利用清水就可以同时脱硫脱硝。     

气柜瓦斯脱硫系统改造

介绍了洛阳石化公司气柜瓦斯脱硫系统的工艺流程，根据2019—2020年原料气、净化气的化验数据，结合下游各装置加热炉烟气排放情况，分析了对该系统实施扩能改造的必要性，确定瓦斯气处理规模为10 000 Nm³/h，塔顶压力不低于0.6 MPa(G)。通过模拟计算，溶剂用量为46.3 t/h，净化气中的H₂S浓度可达到20 mg/m³(标)以下，维持管网燃料气的性质稳定，确保加热炉烟气达标排放。     

气液混合泵气浮系统气泡粒径分布实验研究

气液混合泵溶气气浮系统能产生较小粒径的微气泡，在印染、食品、环保等工业废水处理中有着广泛的应用前景。为了优化气泡粒径分布云图以及提供更真实的计算流体动力学(CFD)流体模型，选用中试气浮池结合显微摄像在不同因素下探究气浮池混合区与分离区的气泡粒径分布。控制水力负荷为2.67～8 m³/(m²·h)，溶气压力为0.28～0.36 MPa，回流比为20%～80%，进气比为2%～10%，结果表明，此条件下多数气泡粒径维持在50～100μm，最小粒径可达20μm，系统微气泡最佳状态的运行参数：水力负荷为5.33 m³/(m²·h)，溶气压力为0.34 MPa，回流比为40%，进气比为6%，在此条件下该系统的除油率可达73%。     

新型气相分配器对隔板填料塔性能的影响

针对一种新型隔板塔气相分配器，搭建了一套直径600mm、高度5600mm的隔板填料塔冷模实验系统，探究了液相分配比变化对气相分配比产生的影响以及新型气相分配器在隔板填料塔内的分配效果。结果显示：在本实验系统中，液相分配比在1～6之间变化时，隔板塔内气相分配比与液相分配比呈负相关的关系，即液流喷淋密度增大的一侧气体量反而会减少，气相分配比最多可由0.95降至0.6左右，这使得隔板塔远离高效操作区，严重影响了隔板塔内的传质效率；喷淋密度分别为6.27m³/(h·m²)、9.41m³/(h·m²)、15.68m³/(h·m²)时，分配器在隔板填料塔中具有较好的分配性能，可以通过分配器上的调节液位高度，使得喷淋密度增大的一侧，气相流量增多，气相分配比可由0.85调节至1.25左右，加强了气液两相传质，保证了隔板塔的高效运行。     

含硫天然气脱硫工艺关键参数优化

为了提高含硫天然气的脱硫处理效率，以中国石油某天然气净化厂的原料气为研究对象，在分析了其组分及含量的基础上，采用Aspen HYSYS软件对MDEA法脱硫工艺的关键参数进行了优化，主要考察了吸收塔压力、贫胺溶液循环量、吸收塔塔板数、贫液温度、原料气温度以及再生塔回流比等参数对脱硫效果的影响。结果表明：吸收塔压力越高、贫胺溶液循环量越大、再生塔回流比越高，净化气中H₂S的含量就越低；而贫液温度和原料气温度越高，净化气中H₂S的含量就越高；随着吸收塔塔板数的逐渐增多，净化气中H₂S含量则呈现出“先降低后升高”的趋势。由此得出适合目标天然气的最佳脱硫工艺参数为：吸收塔压力为3.5MPa，贫胺溶液循环量为105m³·h^-1，吸收塔塔板数为20块，贫液温度为40℃，原料气温度为20℃，再生塔回流比为0.8。在此工艺参数条件下净化气中H₂S的含量低于6mg·m^-3，能够满足GB 17820-2018中的一类气标准。     

生物法脱除含硫气体中硫化氢试验研究

进行了生物法脱除含硫气体中硫化氢的试验研究,在处理量约30 m³/h、原料气中φ(H₂S)为0.2%的条件下,考察了气液比等参数对脱硫效果和硫黄生成的影响,在氧硫比为1.5时,系统产生生物硫黄,脱硫液形成乳浊液,净化气中φ(H₂S)<20 mg/m³。     

微泡吸收技术处理丙酮废气

微泡吸收技术是将有机废气在吸收剂中分散为尺寸微米量级的微气泡, 利用微气泡气液接触面积大、传质迅速等优点实现有机废气吸收处理的方法。本文以水为吸收剂, 采用孔径3～4μm 的多孔微孔板形成废气微气泡, 利用微泡吸收技术从空气-丙酮废气中吸收丙酮。利用高速摄影方法对不同条件下微气泡的直径分布进行了实验研究, 并对丙酮的吸收效果进行了实验测定。结果表明, 随着表观气速的增加微气泡的平均直径降低而数量增加;随着水中丙酮浓度的提高, 微气泡平均直径逐渐降低, 数量增加。当丙酮体积分数在1%～3%范围、表观气速为10.2m/s时, 采用孔径3～4μm的多孔微孔板能产生直径为300～700μm微气泡。表观气速和废气中丙酮的质量浓度的变化影响丙酮的吸收率;一定表观气速下, 吸收率随废气中丙酮质量浓度的增大而增大, 空气-丙酮混合气体中丙酮质量浓度为1.56×10^-3kg/m³和表观气速为10.2m/s时, 吸收率达77.16%。     

阵列凸起微通道内气液两相传质特性研究

研究了阵列凸起微通道内N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收CO₂过程的气液两相传质特性。在弹状流型下,考察了气液两相流量、MDEA浓度对体积传质系数、CO₂吸收效率、压力降以及能量损耗的影响。弹状气泡受到阵列凸起的挤压作用发生形变,促进了气液两相间的传质。与平滑通道相比,阵列凸起微通道在实验条件下具有更好CO₂吸收效率。在相同的能量损耗时,阵列凸起微通道具有更大的体积传质系数。     

高效有机硫脱除溶剂CT8-24的工业应用

针对常规甲基二乙醇胺（MDEA）脱硫溶剂对有机硫脱除率不高、含有机硫的天然气脱硫后不能满足GB17820—2018对管输气要求的问题,中国石油西南油气田公司天然气研究院开发了高效有机硫脱除溶剂CT8-24,在室内研究以及中间放大试验的基础上,在重庆天然气净化总厂引进分厂400×10⁴m³/d装置上进行了工业应用。考察了溶剂在不同循环量、处理量、吸收塔板数以及再生温度等条件下的吸收性能,确定了较适宜的工艺操作参数。结果表明,将引进分厂400×10⁴m³/d装置原用的MDEA水溶液改换为CT8-24后,装置运行平稳。在35层吸收塔板下,产品中H₂S含量＜6mg/m³,总硫＜20mg/m³,达到GB17820—2018的要求。同时分析研究了CT8-24类物理-化学溶剂对MDEA脱硫装置的适应性,为其他净化厂气质达标改造工作奠定了坚实基础。     

水泥窑炉湿法脱硫耦合控制SNCR脱硝氨逃逸的研究

针对水泥分解炉脱硝系统氨逃逸问题,提出了利用湿法脱硫系统实现水泥工业烟气氨排放达标的方法。通过在水泥窑尾脱硫系统进行试验,研究了湿法脱硫系统对气态NH₃的脱除特性。结果表明,湿法脱硫系统浆液吸收作用能有效脱除烟气中的气态氨。液气比、脱硫浆液pH及浆液中氨氮浓度对尾气中氨逃逸影响较大。增大液气比有利于提高氨脱除效率,在液气比由4.3 L/m³提高到7.0 L/m³时,氨脱除效率由86.0%提高到92.5%;当浆液pH由5.8升高至6.4时,氨脱除效率由94%降低至67%;氨氮浓度由4.03×10³ mg/L升高至4.06×10³ mg/L时,氨脱除效率由91.9%降低至86.0%。     

曝气生物反应器处理低碳氮生活污水的探究

以农村实际低C/N废水为考察对象,构建膜序批式反应器（MSBR）,探究了不同曝气强度（AI）对MSBR处理效能的影响。结果表明,AI显著影响MSBR处理低C/N废水的效能。当AI在1.0～5.0 m³/（m²·h）范围内时,AI 对化学需氧量（COD）的去除影响不明显,COD去除效率均在 89.5%～92.6%,可能与农村污水低 C/N 相关。然而,AI显著影响MSBR 对氮和磷的去除。AI 由 1.0～2.0 m³/（m²·h）提高至 3.0～4.0 m³/（m²·h）,NH₄⁺-N 去除效率由 81.6%～85.9% 提高至92.6%～94.1%,而进一步提高 AI 至 4.0～5.0 m³/（m²·h）,NH 去除效率下降至 89.5%～91.2%。高曝气强度强化微生物内源呼吸,抑制微生物活性。适当提高AI利于提高好氧末期NO₃^-<...     

铁基脱硫剂超重力法脱除硫化氢

用N₂和H₂S的混合气模拟含硫天然气, 以铁基脱硫剂为脱硫液, 采用超重力旋转填充床(RPB)进行脱除H₂S的集约化实验研究, 考察了原料气H₂S质量浓度、含硫原料气流量、脱硫液流量、温度及RPB转子转速对H₂S脱除率的影响。实验结果表明, 铁基脱硫剂超重力法脱除H₂S的较佳工艺条件为原料气H₂S含量14g/m³, 原料气流量0.45m³/h, 脱硫液流量13.5L/h, 脱硫液温度40℃, RPB转子转速1000r/min。在此条件下, H₂S脱除率稳定在99.98%以上, 脱硫后净化气H₂S含量小于2mg/m³。另外, 舍弃再生用RPB, 采用直接向脱硫富液储槽鼓空气的方法, 脱硫剂氧化再生良好, 脱硫效果保持不变, 且可长时间稳定运行。因此, 铁基脱硫剂超重力法脱硫工艺简单、效率高、设备体积小, 可实现海洋油气平台天然气或石油伴生气脱硫的集约化, 工业化应用前景广阔。     

微纳米气泡对实际烧结烟气中NO_X和SO_2催化氧化吸收的研究

前人研究表明利用微纳米气泡发生器将水、空气和NO混合产生微纳米气泡气液体系用于NO吸收的效率很好,在此基础上研究微纳米气液分散体系对实际烧结烟气是否也能达到良好的吸收效果。结果表明,1.00 g烧结料与1.23 g NaNO_2燃烧产生的烧结烟气经微纳米气泡机在进水pH=5的条件下,NO_X的吸收效率可以达到59.3%,SO_2几乎全部被吸收。在水相中加入Mn⁽²⁺⁾且其摩尔浓度为2 mmol/L时,NO_X的吸收效率能达到71.7%。而聚氯乙烯塑料的添加则会对NO_X的吸收效率造成反向影响。     

微通道内伴有化学吸收气液两相流的空隙率与压力降

微通道内气液两相流空隙率与压力降对微反应器的热质传递性能有显著影响,是微反应器的重要设计参数。采用高速摄像仪和压力测量系统分别对矩形微通道内单乙醇胺水溶液化学吸收CO₂过程的空隙率和压力降进行了研究,考察了弹状流下气液两相流量与化学反应速率对空隙率及压力降的影响。结果表明:当液相流量一定时,微通道内空隙率和压力降均随着气相流量的增大而增大,空隙率随化学反应速率的增大而减小,压力降随化学反应速率的增大而增大;当气相流量一定时,随着液相流量和化学反应速率的上升,微通道内空隙率下降,而压力降上升。提出了微通道内伴有化学吸收的空隙率和压力降的半理论预测模型,模型平均误差分别为15.79%和11.12%,显示了良好的预测性能。     

UDS溶剂组分设计及其脱除黏胶纤维废气中CS2效果

为满足黏胶纤维废气脱硫净化需求,设计开发复配型溶剂并进行优化。基于密度泛函理论,利用AIM拓扑分析和RDG分析研究活性组分与CS₂的相互作用机理,通过分子模拟计算不同活性组分与CS₂分子间相互作用,根据黏胶纤维废气组成特点,设计优化UDS溶剂,进一步在常压实验装置上考察其脱除黏胶纤维废气中CS₂和H₂S效果。分子模拟计算结果表明,哌嗪（PZ）、环丁砜（SUL）、聚乙二醇二甲醚（NHD）、二甲基亚砜（DMSO）4种活性组分与CS₂分子间均为弱相互作用,相互作用的强度顺序为PZ > SUL > NHD > DMSO。选取与CS₂具有较强结合能的活性组分作为提高CS₂溶解性能的溶剂组分。脱硫实验结果表明,在常压、吸收温度50℃、气液比500条件下,优化的UDS-F溶剂可将模拟黏胶纤维废气中CS₂含量由400mg/m³脱除至79mg/m³,脱除率较原UDS-A溶剂高出19个百分点,较甲基二乙醇胺高出65个百分点,表现出优异的脱除性能。同时,其再生贫液在循环使用过程中依旧能够保持较好的H₂S和CS₂净化效果。对其抗发泡性能和抗腐蚀性能进行考察,UDS-F溶剂表现出良好的抗发泡性能和抗腐蚀性能。     

Y型三维微肋管管外池沸腾传热特性

为了提高换热管的传热效率，选用1根光滑管和2根不同肋间距的Y型三维微肋管进行了R410A的管外池沸腾传热实验。研究发现，受气泡行为的影响，Y型三维微肋管的管外传热系数随热流密度升高而降低，传热强化效果削弱并逐渐趋于光滑管；提高饱和温度和肋间距可以增大管外传热系数，但在高热流密度下，饱和温度对管外传热系数的影响不大；与其他商用强化管相比，2根Y型三维微肋管的传热系数在热流密度在低于25 kW/m²时更具优势，但在热流密度高于45 kW/m²时强化倍率较低。为了预测Y型三维微肋管的管外表面传热系数，拟合了一个传热关联式，该关联式92.62%的计算值与实验值相对误差不超过30%。     

洛阳石化2~#催化装置脱硫脱硝项目开工

由洛阳石化自行管理、自行设计、自行监理、自行施工的2^#催化装置脱硫脱硝项目总投资1.46亿元,主要包括脱硫系统、余热炉系统改造、废水处理系统（不含脱硝部分）、烟气脱硝及盐浓缩回用部分等内容,项目设计处理能力为2×10⁵ m³/h,净化后烟气SO₂和NO_x质量浓度均不大于100 mg/m³,粉尘质量浓度不大于30 mg/m³。     

文丘里型气液分布器的实验与数值研究

以一种文丘里型气液分布器为对象,在直径为28 cm的冷模装置中考察了其流体力学性能。气、液流量分别在5~25 m³·h^-1、0.2~0.6 m³·h^-1范围内,使用激光粒度仪测量了液滴Sauter平均粒径（D₃₂）,并测定了其分布均匀性和抗塔板倾斜性能。结果表明：文丘里结构加强了气液混合,与泡罩型分布器相比,此分布器具有更好的液滴破碎性能;气速增大会使出口液体从伞状流变为喷射流,但仍能在直径约为出口直径10倍的区域内均匀分布;在气、液相负荷分别为10~20 m³·h^-1、0.4~0.6 m³·h^-1时,液位在进液口和进气口之间,此时分布器具有优异的抗塔板倾斜性能。采用计算流体力学软件模拟了分布器内部气液流动过程,得到了相含率和速度矢量图,所得结果有利于分布器的分析与改进。     

燃煤电厂烟气CO_2捕集过程中再生能耗的研究

在自行设计搭建的3⁵ Nm5 Nm³/h的模试试验装置上,考察了不同再生能耗与新型胺基溶剂的吸收容量、再生性能和捕集率的关系,在此基础上,考察了新型胺基溶剂在不同的工艺参数(溶液循环量、原料气CO_2含量)条件下对再生能耗的影响。结果表明,在保证CO_2捕集率>90%条件下,新型胺基溶剂B的再生能耗较MEA法降低40%。     

有机胺脱硫技术吸收工艺模型

针对不同SO₂浓度烟气,有机胺吸收剂的SO₂吸收容量不同,需采取不同的吸收工艺降低项目建设成本及运行成本。提出传统吸收模型[适应ρ(SO₂)≥20 000 mg/m³]、分级吸收液模型[适应ρ(SO₂)在10 000～20 000 mg/m³]、低密度吸收模型[适应ρ(SO₂)≤10 000 mg/m³]、多流路吸收模型[适应两股SO₂浓度烟气：一股烟气ρ(SO₂)≥20 000 mg/m³;另一股烟气ρ(SO₂)≤1 000 mg/m³]四种吸收模型来适应不同的SO₂浓度烟气脱硫工艺,确保烟气稳定达标排放的同时,使脱硫系统各性能参数指标最优化,让有机胺脱硫技术成为真正意义上的低碳环保以及经济的脱硫技术。