硫碘制氢中本生反应两相分离的试验研究

采用恒温法测定293～363K温度范围内I2在不同配比的HI/H2O二元溶液中的溶解度,同时研究328K和345K温度下过量碘量和水量对本生反应产物的两相(硫酸相和碘化氢相)分离特性的影响。结果显示:I2在HI/H2O两元体系中的溶解度随温度的增加而增加,随二元体系中H2O比重的增加而降低;过量碘的加入能显著改善两相分离的效果,两相中杂质的最大相对降幅达到约85%;过量水的加入不利于两相的净化;模拟液完成两相分离的时间受其组分影响较小,分层能在2min内进行完全。     

基于不同吸收剂高压联合脱除NO和SO2的实验研究

为了探究协同脱除NO和SO2过程的机理以及酸溶液(H2SO4、HNO3)浓度和添加CaO对该过程的影响,借助高压鼓泡反应器进行实验研究.结果 表明:协同脱除过程存在Raschig机理和铅室机理;N-S化合物主要为HADS(HNO(SO3)22-);铅室反应随时间的增加而增强,SO2吸收率增加,而NOx吸收率降低;铅室反应随酸溶液浓度的增加而增强,NOx吸收率显著降低;水中添加CaO能增强NOx吸收,且有利于NO3-形成;通过降低吸收液pH至1.14,初始形成的CaCO3完全被转化为CaSO4·2H2O;通过控制钙硫物质的量比为4.7,所得吸收液中95％的SO42-以CaSO4·2H2O形式被回收.     

高灰熔点煤气化特性及灰渣熔融特性的研究

在0.1-0.2 kg/h小型电加热式常压气流床气化装置上,研究了不同温度、不同O/C物质的量比对高灰熔点煤气化特性和煤灰熔融特性的影响.结果表明：在不同温度下,随着O/C物质的量比增加,CO2体积分数呈线性增加.当O/C物质的量比较低时,H2和CH4体积分数较高;随着O/C物质的量比的增加,合成气中H2和CH4的含量下降较快.在不同温度下,随着O/C物质的量比的增加,碳转化率增加;但当O/C物质的量比达到1.1时,进一步增大O/C物质的量比,则使得炉内煤焦及合成气中可燃气体（CO、H2、CH4等）的燃烧份额增加,从而导致冷煤气效率下降;在该文试验条件下的最佳O/C物质的量比为0.9-1.1.对于淮南高灰熔点煤,该试验条件下适合干排渣工艺的最佳气化温度为1 300-1 350℃.     

热化学硫碘制氢中Bunsen反应分层现象及副反应的实验研究

利用硫酸、氢碘酸和碘配制混合溶液研究了反应温度和溶液配比对Bunsen反应分层现象及副反应的影响.实验结果表明:水量越大,出现分层所需的I2摩尔分数就越大,而温度对分层现象的影响不大,出现分层所需的I2摩尔分数随温度升高略有减少;I2摩尔分数和水量的增加有利于抑制Bunsen反应副反应的发生而温度的增加会促进副反应的发生.     

硫碘循环中电化学Bunsen反应特性研究

为了探讨电化学Bunsen反应特性,通过自主搭建实验系统,研究Nafion 115膜在电池中的传输特性、两极酸溶液浓缩规律以及膜两侧的溶液交叉污染。结果表明;提高电流密度,膜的质子传递数和水渗透系数均减小,H_2SO_4和HI浓度增加;温度升高,质子传递数快速降低,而水渗透系数增加,即膜的传输特性变差,HI浓度明显降低,H_2SO_4浓度则增大;增加I_2/HI物质的量之比,水渗透系数和H_2SO_4浓度持续增大,而HI浓度降低。提高电流密度、温度或I_2/HI比时,均可促进杂质的迁移,即加重交叉污染。可见,适当控制电流密度、降低温度和I_2/HI物质的量之比,有利于实现最佳的电化学Bunsen反应。     

I_2/KI溶液同时脱硫脱硝的试验研究

采用I2/KI溶液作为吸收液,以Fe3＋作为催化剂在自制的鼓泡反应器内,对模拟烟气进行同时脱硫脱硝的试验研究,主要考察I2物质的量浓度,Fe3＋物质的量浓度,吸收液初始pH值,反应温度,模拟烟气中NO、SO2及O2的体积分数、烟气气体流量等因素对SO2和NO脱除效率的影响.结果表明：烟气中SO2极易被脱除,在各试验条件下SO2脱除率均大于98%;NO的脱除率随吸收剂初始浓度、Fe3＋浓度、烟气中的O2、NO及SO2体积分数的增大而增大,随烟气流量的增加而降低;吸收液pH值对脱硫脱硝率的影响不是很大,因此吸收液的pH值可取在弱酸到弱碱的范围内,降低对设备材质防腐蚀性能的要求.     

Fe-Ag/La_2O_3-ZrO_2催化乙醇水蒸气重整制氢

用草酸盐沉淀法制备La2O3-ZrO2复合氧化物载体,用浸渍法制备Fe-Ag/La2O3-ZrO2催化剂;用X射线衍射技术表征催化剂;考察了催化剂在乙醇水蒸气重整反应中的催化活性。结果表明,La含量较低的La2O3-ZrO2复合载体具有明显的四方晶相结构;Fe-Ag/La2O3-ZrO2催化剂在乙醇水蒸气重整反应中表现出良好的催化性能,气相产物中H2物质的量分数很高,CO和CH4物质的量分数很低;La,Ag,Fe含量影响催化剂的活性及选择性。在以(1Ag20Fe)20(2La8Zr)为催化剂,反应温度为823 K、乙醇与水物质的量比为1∶6,乙醇水溶液流速为0.1 mL/min的反应条件下,乙醇转化率达到95.7%,气相产物中H2物质的量分数为78.7%、CO的物质的量分数小于1.2%。     

热化学硫碘制氢Bunsen反应两相分离特性的实验研究

为确定热化学硫碘闭路循环运行条件及提高流程热效率,在291～358K温度范围内,实验研究了Bunsen反应中H2SO4-HI-I2-H2O四元混合溶液在摩尔比约为1/2/1.6/12时发生液-液分离后的两相分离特性。经过离子平衡、质量平衡计算,结果表明:345～358K温度范围内发生Bunsen反应有利于两相分离特性的改善,从而提高系统热效率及优化循环条件。     

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).     

带脱硫系统的火电厂烟囱低温腐蚀模拟实验研究

采用人工加速腐蚀实验方法,研究了电站尾部烟气对烟囱混凝土的影响。对在H2SO4、HCl和HF酸液下的低温腐蚀进行了比较研究。结果表明:3种酸液对混凝土腐蚀的发展规律符合幂函数的变化关系;在H2SO4和HCl腐蚀下,抗压强度随腐蚀时间的延长而降低,但在HF酸中,抗压强度增加;抗压强度的变化值随着中性化深度增加而增加。混凝土中CaO含量下降是引起强度降低的主要原因;强度大幅度降低(HF酸除外)的根本原因,是由于混凝土中Ca(Al2Si2O8)·4H2O、Na6AlSi2O7和Ca2SiO4·4H2O等组分大量减少。     

基于尿素/NaClO_2溶液湿法烟气同时脱硫脱硝的研究

结合燃煤电厂实际工况条件,基于尿素/NaClO2溶液进行了同时脱硫脱硝试验研究,探索尿素/NaClO2湿法同时脱硫脱硝的主要影响因素和优化工艺条件,并分析其反应机理.结果表明:纯尿素溶液可有效脱除烟气中的SO2,但对NO脱除效果较差,NaClO2的添加可有效改善NO的脱除效果;液气比和NaClO2质量分数增大有利于提高尿素/NaClO2溶液的脱硫脱硝效果,其中NaClO2质量分数对NO脱除效率的影响比对SO2脱除效率的影响明显;空塔气速和NO初始质量浓度与系统脱硫、脱硝效率成负相关关系.NaClO2的添加对尿素溶液脱硫效果影响较小,SO2被吸收后生成的SO2-3主要被烟气中溶于水的O2氧化成SO2-4;难溶于水的NO被NaClO2氧化为NO2和NO-2等,进而被尿素溶液有效吸收,NOx最终多数以N2形式排放.     

介质阻挡放电中烟气相对湿度对脱硫脱硝的影响

为了深入了解NO和SO2在介质阻挡放电反应器中的反应机理,研究了烟气中水蒸气含量对脱硫脱硝效率以及功耗的影响.试验结果表明:烟气中水蒸气含量对介质阻挡放电脱硫脱硝的效率有较大的影响,在N2/NO/SO2/H2O体系中,水蒸气含量的增加会造成放电功耗增大,使NO脱除效率降低、SO2脱除效率明显提高,并对生成产物NO2的浓度也有一定的影响.利用红外光谱分析反应产物,发现NO和SO2在介质阻挡放电反应器中会生成NO2、N2O、HNO3、H2SO4、SO3等物质.     

循环流化床中谷壳与煤共燃降低SO2排放实验研究

在循环流化床实验台上,对谷壳与煤共燃降低SO2的排放进行了实验,着重研究了床温、过量空气系数对SO2生成特性的影响.实验表明：谷壳与煤共燃能够降低煤燃烧的SO2生成量50%以上;加入谷壳的比例存在一个最佳范围,不超过30%;共燃时SO2的生成量随床温的升高而增加,SO2的减排率随床温的升高呈起伏变化,温度为850℃时减排率最大;共燃时过量空气系数变化对SO2的生成量无显著影响.     

氧活性粒子注入烟道中脱除SO2的研究

为解决目前石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)存在的投资和运行费用高、占地面积大、产生大量污水及低质硫酸钙等问题,将小流量高浓度氧活性粒子和HO2-引发剂分别注入烟道中,与烟气中水反应生成·OH,并在无吸收剂、催化剂及其他技术协同作用下,利用·OH氧化脱除大流量烟气量中的微量SO2并生成H2SO4.结果表明:氧活性粒子与SO2的物质的量比n=4时,SO2脱除率达到94.6%,回收酸液中SO42-回收率达到28.8%;烟气温度每升高10 K,脱硫率降低5%左右;O2体积分数成倍变化对脱硫率影响甚微;当H2O体积分数大于9%时基本满足了脱硫要求.     

锅炉水冷壁管在含SO2-4溶液中的点蚀特性研究

为研究水冷壁管材料15 CrMo在含SO2-4溶液中的点蚀特性,通过常温电化学实验和高温挂片实验,对常温性能和高温腐蚀特性进行分析,用透反射金像显微镜、SEM、EDS、XRD对试片表面形态和组分进行表征与分析.结果表明:常温条件下,SO2-4主要以氧化作用为主,抑制不锈钢的腐蚀,材料的耐蚀性增加;高温条件下,SO2-4为侵蚀性离子,将加速材料的点蚀,形成带有锯齿状边缘的点蚀坑,其点蚀临界浓度为1mg/L;常温下SO2-4抑制Cl-点蚀的机理是竞争吸附,高温条件下SO2-4促进点蚀的机理为局部酸化理论.     

新型热化学循环分解CO2和H2O系统分析

提出一种新型热化学循环分解CO2和H2O系统及其2种变化形式。系统过程主要包括:Bunsen反应、H2SO4浓缩分级催化分解、CO2分解、Zn I2生成反应以及Zn I2催化分解等。通过对系统流程的分析,确定系统中最高热源温度为1140 K(H2SO4的分级催化分解反应温度)。根据理论热效率的计算方法以及最小吉布斯自由能原理,对3个系统的热效率进行评估,结果分别为39.8%、43.5%和39.8%。分析计算表明,H2SO4浓缩分级催化分解、HI/I2分离以及Zn I2分解是流程中的主要耗能过程。     

麦秆水热炭化及反应动力学的研究

以麦秆为研究对象,通过水热炭化实验和建立反应动力学模型(考虑灰分),对麦秆水热固体产物的炭化特性和反应动力学参数进行深入研究。结果表明:在200、220和240℃反应温度下,随着停留时间的延长,生物炭质量得率逐渐减少,至停留时间为720 min时,均接近50%;生物炭H/C和O/C物质的量之比逐渐减小,并越来越接近于泥煤甚至褐煤的H/C和O/C物质的量之比。热重分析表明:生物炭展现出较好的热稳定性。以考虑灰分的半纤维素和纤维素两个平行的一级反应动力学模型描述麦秆的水热降解行为,经计算分析,半纤维素和纤维素水热反应活化能分别为54和136 k J/mol。     

基于尿素/NaClO2溶液湿法烟气同时脱硫脱硝的研究

结合燃煤电厂实际工况条件,基于尿素/NaClO2溶液进行了同时脱硫脱硝试验研究,探索尿素/NaClO2湿法同时脱硫脱硝的主要影响因素和优化工艺条件,并分析其反应机理.结果表明:纯尿素溶液可有效脱除烟气中的SO2,但对NO脱除效果较差,NaClO2的添加可有效改善NO的脱除效果;液气比和NaClO2质量分数增大有利于提高尿素/NaClO2溶液的脱硫脱硝效果,其中NaClO2质量分数对NO脱除效率的影响比对SO2脱除效率的影响明显;空塔气速和NO初始质量浓度与系统脱硫、脱硝效率成负相关关系.NaClO2的添加对尿素溶液脱硫效果影响较小,SO2被吸收后生成的SO32-主要被烟气中溶于水的O2氧化成SO42-;难溶于水的NO被NaClO2氧化为NO2和NO2-等,进而被尿素溶液有效吸收,NOx最终多数以N2形式排放.     

O_2_CO_2气氛下煤燃烧产物的热力学分析

利用ASEPN PLUS软件平台对O2/CO2气氛下煤的燃烧产物进行了热力学模拟计算,计算中对煤在O2/CO2气氛下和空气中的燃烧产物进行了对比,研究在O2/CO2气氛下燃烧温度、过量氧系数φ对煤燃烧产物的影响。结果表明,煤在O2/CO2气氛下燃烧,形成的NOx量远低于空气气氛中的生成量;随温度和φ增大,NOx量增大;温度对SO2和SO3量的生成影响很小;当φ<1时,随φ增大SO2的量增大,当φ>1时,φ变化对SO2量影响不大;随φ增大,SO3有微量增长。计算表明应用ASPEN PLUS模拟煤的富氧燃烧是可行的。     

松木屑CaO催化加压气化研究

在固定床反应器中,以水蒸气为气化介质,探讨不同Ca O添加量和压力对松木屑气化结果的影响。结果表明Ca O具有CO2吸附和催化焦油裂解双重作用。在800℃、0.5 MPa下,添加一定量Ca O,CO2浓度降幅达到50%以上,H2浓度增加到59.35%,气体热值达到12.97 MJ/m3;在900℃,Ca/C(Ca O所含Ca与松木屑所含碳的物质的量之比)为1.0时焦油有最小值,为2.43 g/m3。此外,增加反应压力,H2和CO2的浓度出现缓慢增加趋势,CO浓度减少,CH4浓度无明显变化,同时气体中焦油含量出现降低趋势,该实验中最低值可达1.99 g/m3。