等离子体联合动力波技术协同控制铅锌冶炼烟气中Hg、SO_2、NO_x实验研究EI北大核心CSCD

为了实现同时控制铅锌冶炼行业排放的汞(Hg)等重金属、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的目的,采用低温等离子体结合动力波湿法吸收技术对烟气中的单质汞(Hg0)、SO2和NOx进行了协同控制研究。首先利用低温等离子体放电技术研究了电压、氧气(O2)体积分数、污染物停留时间、Hg0初始质量浓度以及SO2和NO体积分数的变化对Hg0去除效率的影响,同时研究了电压以及SO2和NO初始体积分数对SO2和NO去除效率的影响,然后研究了低温等离子体结合动力波湿法脱除系统对Hg0、SO2和NO这3种污染物协同脱除的效果。结果表明,低温等离子体结合动力波湿法脱除系统对烟气中Hg0、SO2和NO的排放可起到高效协同脱除的效果,其去除效率分别达到51.3%、98%和50.9%。该技术不仅适用于有色冶炼烟气多种污染物协同脱除控制,而且同样适用于燃煤烟气,对于实现煤化石能源的高效清洁利用具有重要巨大的应用前景和深远的现实意义。     

等离子体联合动力波技术协同控制铅锌冶炼烟气中Hg、SO_2、NO_x实验研究

为了实现同时控制铅锌冶炼行业排放的汞(Hg)等重金属、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的目的,采用低温等离子体结合动力波湿法吸收技术对烟气中的单质汞(Hg0)、SO2和NOx进行了协同控制研究。首先利用低温等离子体放电技术研究了电压、氧气(O2)体积分数、污染物停留时间、Hg0初始质量浓度以及SO2和NO体积分数的变化对Hg0去除效率的影响,同时研究了电压以及SO2和NO初始体积分数对SO2和NO去除效率的影响,然后研究了低温等离子体结合动力波湿法脱除系统对Hg0、SO2和NO这3种污染物协同脱除的效果。结果表明,低温等离子体结合动力波湿法脱除系统对烟气中Hg0、SO2和NO的排放可起到高效协同脱除的效果,其去除效率分别达到51.3%、98%和50.9%。该技术不仅适用于有色冶炼烟气多种污染物协同脱除控制,而且同样适用于燃煤烟气,对于实现煤化石能源的高效清洁利用具有重要巨大的应用前景和深远的现实意义。     

填充球粒径对等离子体脱除NO_x的影响

低温等离子体技术是一种很有效的处理汽车尾气的方法。填充床式反应器内,填充介质球粒径的大小对处理效果有很大的影响。为提高汽车尾气处理效果,使用线筒式DBD等离子体反应器和工频高压电源,考察了填充介质球粒径对处理效果的影响规律。电磁场仿真结果表明,填充玻璃球后,气隙电场明显增强,且增强的效果随着填充球粒径的增大而增大。实验结果也进一步证实,NO转化率、NOx脱除率随填充玻璃球粒径的增大而提高,能量利用率也随之提高。因此,对于工频电源,选择粒径较大的填充介质球无论在处理效率还是能量利用效率上,都有更好的效果。     

填料表面形态对等离子体脱除NO_x的影响

填充床式等离子体反应器在NOx脱除方面有着显著的优势,其中填料的参数对处理效果有很大影响,以往报道多集中在填料尺寸方面的影响。为分析反应器能量利用效果,优化等离子体辅助催化系统,着重研究了填料表面形态对NOx脱除的影响情况,考查不同能量密度、电源频率条件下NOx的转化;测试了放电过程中的主要活性物种甲醛的含量,研究了表面形态对甲醛生产的影响,在此基础上得到甲醛生成量与NOx转化之间的关系。实验结果表明填料表面形态的改变会影响NOx的转化以及甲醛的生成;另外,NO的去除率与甲醛的生成量存在着正相关性。     

应用脉冲放电等离子体氧化NO、SO2的影响因素

在典型的脉冲放电烟气脱硫、脱硝工艺中,NO和SO2主要通过氧化反应转化为相应的高价氨盐化合物脱除,因此如何促进污染物的氧化反应是该技术的关键问题之一。为此,采用丙烯作为添加剂,研究了脉冲频率、烟气中水蒸气的体积分数、注入丙烯的体积分数、SO2等对NO的氧化产物的影响。实验结果表明:烟气中不存在SO2时,NO氧化的主要产物是NO2,且NO2生成的选择性随脉冲频率的上升、水蒸气体积分数的增大而下降,随注入丙烯体积分数的增大而增大。综合考虑到脱硝能耗,丙烯按1倍NOx的体积分数注入烟气为佳;烟气中存在SO2时,NO氧化生成的NO2可以生成硝酸盐,NO2生成的选择性较低,因此SO2可以促进氮氧化物的脱除。     

水蒸气和CO2对等离子体—催化还原NOx的影响

等离子体协助选择性催化还原(PF-SCR)可以促进富氧环境下NOx的有效脱除。为研究实际尾气中含有的水蒸气和CO2对PF-SCR脱除NOx系统的影响,以C2H4作为还原剂,Ag/γ-Al2O3为催化剂,考察了3种(N2/O2/NOx/C2H4,N2/O2/NOx/C2H4/H2O(气)和N2/O2/NOx/C2H4/H2O(气)/CO2)配气条件下PF-SCR脱除NOx效果的变化。试验结果表明,较低水蒸气含量(φ(H2O)=1%)对PF-SCR还原NOx具有明显的抑制作用,其原因除了Ag/γ-Al2O3的抗湿性能较差外,水蒸气对等离子体反应器中C2H4和NO氧化的抑制以及由此导致的活性中间产物生成抑制也是一个重要因素。另一方面,水蒸气的存在也抑制了PF-SCR过程中副产物CO的大量生成,这可能是由于PF-SCR对C2H4的氧化减弱以及等离子体氧化生成的中间产物减少造成的。有水蒸气存在时,体系中的CO对PF-SCR还原NO影响不大。     

矿井乏风对锅炉燃烧特性影响

对某2 027 t/h四角切圆燃煤锅炉采用矿井乏风作为一次风和二次风的燃烧工况进行数值模拟,在验证模型可行性的基础上,研究了乏风中甲烷体积分数对炉膛温度以及NOx排放的影响。结果表明:随着乏风中甲烷体积分数的增加,炉膛内燃烧区平均温度最大增加53 K;炉膛中氧体积分数和NO质量浓度及煤粉燃尽率随着乏风中甲烷体积分数的升高而降低,而CO变化趋势相反;炉膛出口NO平均质量浓度从388.21 mg/m3降低至318.88 mg/m3,降低幅度达到17.80%。使用矿井乏风作为锅炉一次风和二次风能够有效降低NOx的排放。     

等离子体辅助催化还原NOx的协同特性

以NO/NO2/C2H4/O2/N2为模拟反应气体系,研究了较低催化温度下介质阻挡放电等离子体辅助C2H4在Ag/γ-Al2O3催化剂上选择催化还原NOx的协同特性.结果表明,在催化温度为240℃时,等离子体辅助催化脱除NOx方面表现出明显的协同效应;等离子体"预活化"过程产生的协同"媒介"物质包括3类:NO2、醛类(HCHO,CH3CHO)和含氮有机物(CH3ONO2,C2H5ONO2,CH3NO2),放电过程脱除的NOx主要转化为含氮有机物;在等离子体"预活化"过程中,提高放电能量密度或初始C2H4浓度均可促使协同"媒介"NO2向低温催化活性更高的含氮有机物转化和醛类的生成,进一步提高等离子体辅助催化的NOx脱除效率.     

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。     

合成医用NO的等离子体温度的光谱测量与计算

为了有效控制电弧边界层电子温度,获得既能高效率产生NO、又能尽量不产生NO2的最合适电弧温度,利用光学多通道分析仪测量了不同气体体积流量下的脉冲电弧放电等离子体发射光谱;根据激发原子的玻耳兹曼分布公式,计算了不同条件下的等离子体电弧温度;在测量光谱的同时,同步测量了体积分数φ(NO)、φ(NO2)及其比值φ(NO2)/φ(NO),分析了等离子体温度对体积分数φ(NO)、φ(NO2)及其比值φ(NO2)/φ(NO)的影响。结果显示,可以采用光学多通道摄谱仪记录的各发光谱线的强度求解脉冲电弧放电的等离子体温度;脉冲电弧放电等离子体的温度随着气体体积流量的增加而呈非线性变化;体积分数φ(NO)、φ(NO2)及其比值φ(NO2)/φ(NO)与等离子体温度呈非线性关系,可能与不同气体体积流量下等离子体密度和电子温度的空间分布不同有关。     

机动车尾气在线测量取样气路设计

机动车高温尾气流量和预处理后样气流量是测量机动车尾气中COx、NOx、THC等气体成分含量时的重要参数.基于伯努利原理和流体连续性方程,详细讨论了高温尾气的质量流量测量方案;以改进型皮托管、热电偶、压力计和压差计为检测器件,设计了尾气质量流量测量气路;以改进型孔板、压差计为检测器件,设计了预处理后样气质量流量测量气路;同时以MSP430为核心设计了电子测量电路;实验对比结果显示,系统可以准确的得到机动车尾气质量流量和预处理后的样气质量流量,其中机动车尾气质量流量偏差小于2.9%,预处理后的样气质量流量偏差小于1.2%.     

石油焦流化床燃烧过程铁金属脱硝的实验研究

在流化床内添加脱硝剂是降低氮氧化物排放的有效途径之一，该文对铁基脱硝剂进行了实验研究。在实验室规模流化床反应台架上，模拟流化床燃烧石油焦的气氛，研究了铁对氮氧化物排放的影响，并考察了流化床密相区中CO，石油焦焦炭，石灰石等对铁与氮氧化物之间的多相反应的影响。结果表明：Fe对NO有很强的还原作用；石油焦焦炭和CO对Fe与NO之间的多相反应具有很强的促进作用，可还原Fe的氧化物，延长Fe的作用时间；而石灰石对Fe与NO之间的多相反应几乎没有作用。在流化床燃石油焦过程中，Fe可有效降低NO的排放。     

Proposal of a high‐performance solid oxide fuel cell combined power generation system with carbon dioxide recovery

A new fossil‐fuel‐utilized high‐performance combined power generation system with liquefaction recovery of carbon dioxide is proposed. In the system, pure oxygen is used as the oxidant gas to prevent the mixture of nitrogen in the exhaust gas and to make the liquefaction recovery of carbon dioxide possible. Solid oxide fuel cell is selected as the topping cycle. The exhaust fuel gas of the solid oxide fuel cell is afterburned with its exhaust oxidant gas of pure oxygen and the heat of the combustion gas is utilized in the bottoming cycle. Nonequilibrium MHD/noble gas turbine cycle is selected as the bottoming cycle because the temperature of the combustion gas reaches about 2300 K. It is made clear through detailed examination of energy balance that the total thermal efficiency of the system using natural gas (methane) as the fuel reaches 63.24% (HHV) or 70.18% (LHV). This efficiency is very high as for the system with carbon dioxide recovery. The proposed system, therefore, has excellent performance, and further research and development is warranted. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 143(4): 12–21, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10146     

Use of natural gas,methanol, and ethanol fuel emulsions as environmentally friendly energy carriers for mobile heat power plants

The need for using environmentally friendly energy carriers for mobile heat power plants (HPPs) is grounded. Ecologically friendly sources of energy, such as natural gas as well as renewable methyl and ethyl alcohols, are investigated. In order to develop, determine, and optimize the composition of environmentally friendly energy carriers for an HPP, the latter has been tested when working on diesel fuel (DF), compressed natural gas (CNG), and methanol and ethanol fuel emulsions (MFE, EFE). It has been experimentally established that, for the application of environmentally friendly energy carriers for a 4Ch 11.0/12.5 diesel engine of a mobile fuel and power plant, it is necessary to maintain the following ratio of components when working on CNG: 80% gas and 20% DF primer portion. When working on an alcohol mixture, emulsions of the following composition were used: 25% alcohol (methanol or ethanol), 0.5% detergent-dispersant additive succinimide C-5A, 7% water, and 67.5% DF. When this diesel passed from oil DF to environmentally friendly energy sources, it allowed for the reduction of the content of exhaust gases (EG) (1) when working on CNG with recirculation of exhaust gases (EGR) (recirculation was used to eliminate the increased amount of nitric oxides by using CNG): carbon black by 5.8 times, carbon dioxide by 45.9%, and carbon monoxide by 23.8%; (2) when working on MFE: carbon black by 6.4 times, nitrogen oxides by 29.6%, carbon dioxide by 10.1%, and carbon oxide by 47.6%; (3) when working on EFE: carbon black by 4.8 times; nitrogen oxides by 40.3%, carbon dioxide by 26.6%, and carbon monoxide by 28.6%. The prospects of use of environmentally friendly energy carriers in diesels of mobile HPPs, such as natural gas, ethanol, and methanol, has been determined.     

火电厂脱硝技术综述

控制氮氧化物(NOx)排放主要措施有2种低NOx燃烧和烟气脱硝。文章分别介绍了低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术的主要方法和技术特点。重点阐述了选择性催化还原法(SCR)的原理、流程及主要影响因素,以及催化剂和还原剂的选择与性能比较。另外,对SCR、选择性非催化还原(SNCR)、SNCR/SCR混合法技术进行了比较。最后简单介绍了大唐环境科技工程有限公司烟气脱硝的技术定位和山西阳城脱硝项目的情况。     

两步法制备多孔石墨烯的电化学性能

通过两步法,以氧化石墨烯(GO)为前驱体,先采用抗坏血酸(VC)、KMn O4和Na2CO3为还原剂,水热反应还原氧化石墨烯,再分别利用化学刻蚀法和硝酸超声波法,制备多孔石墨烯。通过XRD、SEM、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和热重(TG)等测试分析材料的表面微观结构和还原程度;采用循环伏安(CV)、恒流充放电及电化学阻抗谱(EIS)测试材料的电化学性能。以VC为还原剂,制得还原程度较好且孔结构明显的石墨烯,用硝酸超声波处理后的石墨烯孔径小而且均匀,以1 A/g的电流在0~0.56 V循环,电极材料的比电容为87.50 F/g。     

Discharge plasma treatment for NO/sub x/ reduction from diesel engine exhaust: a laboratory investigation

A detailed study on the removal of oxides of nitrogen (NO_x ) with and without the presence of carbonaceous soot in a stationary diesel engine exhaust was carried out using pulsed electrical discharges/catalyst/adsorbent processes. The processes were separately studied first and then the cascaded processes namely plasma-catalyst and plasma-adsorbent were examined. To investigate the effect of carbonaceous soot on the plasma treatment process, the filtered and unfiltered exhaust was treated by plasma separately. In the cascaded plasma-catalyst process, the plasma treating filtered exhaust was cascaded with a reduction catalyst V₂O₅/TiO₂ using ammonia as reducing agent and in the cascaded plasma-adsorbent process, the plasma treating unfiltered (raw) exhaust was cascaded with adsorbents (MS-13X/activated alumina/activated charcoal). The enhanced NO_x removal efficiency of plasma process in the presence of soot is identified, possible pathways are summarized and the results of the cascaded processes are discussed in detail     

磨煤机入口冷风量对锅炉排烟温度影响的试验分析

根据回转式空预器换热原理对制粉系统掺入冷风量对影响锅炉排烟温度的变化理论分析,得出了制粉系统掺入冷风量的大小是影响锅炉排烟温度变化的一个可控的重要因素。根据我厂锅炉实际运行状况,通过对磨煤机运行调整的优化试验,总结摸索出300 MW机组锅炉直吹式制粉系统在运行中减少磨煤机入口冷风掺入量可以有效降低锅炉排烟温度,提高了锅炉效率,为降低锅炉运行能耗提供了可行的途径。     

黄岛发电厂2号炉排烟温度高的原因及对策

本文针对黄岛发电厂2号炉实际情况,从设计、设备状况及运行诸方面,分析了影响排烟温度的因素,提出了降低排烟温度的有效措施。     

脉冲等离子体治理二甲苯废气影响因素研究

为了寻找、开发既经济又高效的技术来处理易挥发性有机物,避免其对人体造成的危害,笔者以脉冲等离子体技术治理二甲苯废气为研究对象,对烟气的湿度、O2含量、其它有机气体的存在和催化剂的使用等影响因素进行了探讨。实验结果表明:在湿度0.5%～7%范围内,增加烟气中湿度有利于二甲苯的去除;在氧气为载气的条件下,二甲苯的去除率最高;烟气中苯的存在,提高了二甲苯的去除率;在催化剂MnO2作用下,二甲苯的去除率得以提高,且降解反应更完全。