使用添加剂调质钙基脱硫剂

以NaOH、Na₂CO₃、MgO等调质钙基脱硫剂,在固定床内进行脱硫实验.实验结果表明,不同添加剂调质后的脱硫剂固硫能力均有提高.通过多种实验手段分析发现,调质一方面改善了脱硫剂颗粒的孔隙分布,另一方面,使得脱硫剂颗粒的表面微观形貌和物质组成发生了变化,从而提高了脱硫剂的固硫性能.研究发现,NaOH和Na₂CO₃的复合调质能够显著提高脱硫剂的固硫效果.     

煤燃烧时形态硫的析出及钙基添加剂的作用

在固定床反应器上进行了大同烟煤以及添加钙基固硫剂的样品在不同氧气浓度、不同升温速率下的燃烧实验.对所得到的SO₂逸出曲线采用Gaussian拟合,得到了各形态硫燃烧形成SO₂的温度范围以及影响形态硫逸出的反应条件.结果表明：随着升温速率增加,各形态硫燃烧释放SO₂的温度向高温区移动.氧气浓度升高,各形态硫燃烧释放SO₂的温度提前,而且它们之间的温度间隔缩小.加入的钙基添加剂中,CaO和Ca(OH)₂具有较高的固硫能力,而CaCO₃由于与SO₂反应困难,在低温阶段没有固硫效果;相反,由于它的催化作用,在低温阶段甚至促进了SO₂的释放.机械搅拌法和超声搅拌法加入的Ca (OH)₂由于高分散性,表现出比机械混合更好的固硫效果,其中超声的作用尤其明显.实验证明,固硫中间体CaSO₃在进一步燃烧形成CaSO₄的过程中会释放出一定量的SO₂.     

高硫石油焦燃烧固硫特性

以固定床微分反应器脉冲进气的方法对高硫石油焦的燃烧固硫特性进行了研究.实验中以CaO为固硫剂,高硫焦在高温下燃烧释放的SO₂与其反应生成稳定的CaSO₄.通过对实验结果进行分析,确定了5种影响固硫效率的主要因素.     

O2/CO2气氛下煤燃烧SO2/NO析出特性

在水平管式炉上研究了O₂浓度、CO₂浓度、温度及石灰石添加等各参数对O₂/CO₂气氛下徐州烟煤和龙岩无烟煤燃烧过程中SO₂/NO排放特性的影响。结果发现,O₂/CO₂气氛下,烟煤和无烟煤燃烧SO₂/NO的析出规律与空气气氛下不同,同等O₂浓度下析出量比空气气氛下小。O₂/CO₂气氛下,随着O₂浓度的提高,烟煤和无烟煤SO₂/NO排放量均增大;随着CO₂浓度的升高, SO₂/NO排放量均减小。O₂/CO₂气氛下,石灰石添加对SO₂排放的抑制作用低于空气气氛下;石灰石添加对NO的排放有一定减排作用。对煤灰的元素分析显示O₂/CO₂燃烧对SO₂的抑制主要是由于煤灰的自固硫能力增强,而对NO的减排作用则是促进燃料N向其他含N气体的转换。     

O2/CO2气氛下煤燃烧SO2/NO析出特性

在水平管式炉上研究了O₂浓度、CO₂浓度、温度及石灰石添加等各参数对O₂/CO₂气氛下徐州烟煤和龙岩无烟煤燃烧过程中SO₂/NO排放特性的影响。结果发现,O₂/CO₂气氛下,烟煤和无烟煤燃烧SO₂/NO的析出规律与空气气氛下不同,同等O₂浓度下析出量比空气气氛下小。O₂/CO₂气氛下,随着O₂浓度的提高,烟煤和无烟煤SO₂/NO排放量均增大;随着CO₂浓度的升高, SO₂/NO排放量均减小。O₂/CO₂气氛下,石灰石添加对SO₂排放的抑制作用低于空气气氛下;石灰石添加对NO的排放有一定减排作用。对煤灰的元素分析显示O₂/CO₂燃烧对SO₂的抑制主要是由于煤灰的自固硫能力增强,而对NO的减排作用则是促进燃料N向其他含N气体的转换。     

新型燃烧方式下SO2脱除机理

对O₂/CO₂燃烧方式下SO₂的脱除机理进行了研究.静态实验和动态实验结果表明这种新型燃烧方式有利于降低SO₂的排放,SO₂脱除存在均相脱硫和多相脱硫的协同作用;新型燃烧方式下高CO₂浓度导致燃烧气氛中化学成分不同于传统的空气气氛,SO₂与燃烧气氛中存在的其他组分反应,生成硫的不同形态产物,SO₂只是其中的一种产物形态,导致SO₂总量排放减少;同时 O₂/CO₂燃烧气氛使燃煤中硫的氧化程度减弱;燃煤中本身所含脱硫剂存在优化的微观结构,该种结构有利于脱硫和对底灰中硫的吸附,也导致SO₂的排放量降低;CHEMKIN动力学计算结果进一步表征了以上机理.     

无烟粉煤催化气化含碱灰渣的煅烧脱碱

在具有温控的小型高温加热炉中,通过静态煅烧研究了温度、时间及助剂对高变质程度无烟粉煤催化气化后的含碱灰渣中碱含量的影响,结果表明：最佳的脱碱煅烧温度及时间分别为870℃和30 min;最佳的脱碱助剂高岭土在其添加浓度为5％时,灰渣脱碱率可达100％.采用X射线粉晶衍射及扫描电镜对煅烧后的灰渣进行表征,揭示了含碱灰渣煅烧脱碱过程的实质,即在适宜煅烧温度下,含碱灰渣中被活化的主要矿物质SiO₂（形成玻璃网络氧化物）、Al₂O₃（修饰中间氧化物）和熔融并分解的Na₂CO₃（分解为修饰网络氧化物Na₂O）等发生化学反应转变为中性物质霞石（NaAlSiO₄）及其他无定形复合硅酸盐,从而降低了灰渣中的碱含量.     

超临界水中氨基乙酸的气化产氢特性

鉴于湿生物质如食品加工工业残余物和城市污泥中含有大量蛋白质的情况,以氨基乙酸作为蛋白质的模型化合物进行超临界水气化实验,研究了反应温度和反应时间耦合条件下Na₂CO₃的催化特性以及氨基乙酸气化产物特性。结果表明：添加Na₂CO₃会增大氨基乙酸的气化效率、氢气的体积分数和产率以及反应后液体化学需氧量（COD）的去除率,且添加质量分数为0.1%时的催化效果优于0.2%;Na₂CO₃主要是对H₂产率产生影响,其催化机理与已有碱性化合物的催化机理不同,可能是通过促进氨基乙酸的水解产物（甲酸）的脱羧反应来提高H₂的产率;氨基乙酸气化效率可达99.4%,生成物包括H₂、CO₂、N₂、CH₄和C₂～C₃气体,其中H₂的体积分数可超过50%,产率可达1.8 L·g^-1,且超过一半的份额来源于水,反应后液体清澈透明,COD和pH值指标均可以达到《生活杂用水水质标准》,可以进行回收利用。     

烟气气相组分及Ca（OH）2对KMnO4氧化NO的影响机理

在固定床反应器中考察了KMnO₄氧化烟气中NO的过程,分析了烟气组分H₂O、O₂及SO₂对NO氧化过程的影响规律,得到了Ca（OH）₂对KMnO₄氧化NO的影响机理。实验结果表明,H₂O是KMnO₄氧化NO的必要条件;在含H₂O条件下,O₂可以提高NO氧化率。SO₂与氧化剂反应生成无水钾镁钒类复盐K₂Mn₂（SO₄）₃对NO氧化具有负面作用;Ca（OH）₂的加入提高了氧化剂表面的固体碱度从而促进氧化过程进行;通过添加Ca（OH）₂可以降低SO₂对NO氧化过程的负面影响。根据气体成分和产物分析可知,KMnO₄在钙基吸收剂表面氧化烟气中NO的机理可能是KMnO₄以离子态将吸附在氧化剂表面的NO和SO₂氧化为NO₂和SO₃,生成的NO₂、SO₃再传递到氧化位临近的碱性位被吸收。     

烟气气相组分及Ca(OH)_2对KMnO_4氧化NO的影响机理

在固定床反应器中考察了KMnO₄氧化烟气中NO的过程,分析了烟气组分H₂O、O₂及SO₂对NO氧化过程的影响规律,得到了Ca（OH）₂对KMnO₄氧化NO的影响机理。实验结果表明,H₂O是KMnO₄氧化NO的必要条件;在含H₂O条件下,O₂可以提高NO氧化率。SO₂与氧化剂反应生成无水钾镁钒类复盐K₂Mn₂（SO₄）₃对NO氧化具有负面作用;Ca（OH）₂的加入提高了氧化剂表面的固体碱度从而促进氧化过程进行;通过添加Ca（OH）₂可以降低SO₂对NO氧化过程的负面影响。根据气体成分和产物分析可知,KMnO₄在钙基吸收剂表面氧化烟气中NO的机理可能是KMnO₄以离子态将吸附在氧化剂表面的NO和SO₂氧化为NO₂和SO₃,生成的NO₂、SO₃再传递到氧化位临近的碱性位被吸收。     

Modeling the hydration of concrete incorporating fly ash or slag

Granulated slag from metal industries and fly ash from the combustion of coal are industrial by-products that have been widely used as mineral admixtures in normal and high strength concrete. Due to the reaction between calcium hydroxide and fly ash or slag, the hydration of concrete containing fly ash or slag is much more complex compared with that of Portland cement. In this paper, the production of calcium hydroxide in cement hydration and its consumption in the reaction of mineral admixtures is considered in order to develop a numerical model that simulates the hydration of concrete containing fly ash or slag. The heat evolution rates of fly ash- or slag-blended concrete is determined by the contribution of both cement hydration and the reaction of the mineral admixtures. The proposed model is verified through experimental data on concrete with different water-to-cement ratios and mineral admixture substitution ratios.     

粒径对福建无烟煤在CFB锅炉中燃尽的影响

建立了福建无烟煤细颗粒燃烧模型,计算了其在容量35 t/h循环流化床锅炉炉膛内的燃尽时间和一次通过炉膛的停留时间,分析了不同粒径煤颗粒在不同燃烧温度和不同烟气流速时在CFB锅炉内的燃尽时间和停留时间的变化差异. 实验研究了福建无烟煤粒径对飞灰碳含量的影响及燃尽的影响. 结果表明,细煤颗粒的燃尽时间与停留时间均随粒径增大而增长,但燃尽时间增幅更明显,颗粒一次通过炉膛完全燃尽的临界粒径约为0.15 mm;粒径越大的颗粒其停留时间和燃尽时间对烟气流速和燃烧温度变化越敏感;无烟煤入炉粒径明显影响CFB锅炉飞灰含碳量,选用粒度为3~8 mm的偏粗颗粒为宜.     

陕西省大型燃煤电厂铅污染防控分析研究

目的根据煤燃烧后产物中铅的迁移分布形态而提出防控重点。方法基于陕西省内大型燃煤电厂排放污染物中的铅排放进行监测分析,通过实验统计数据和现有文献资料。结果飞灰、炉中铅含量高于原煤,说明在燃烧过程中,铅在飞灰、炉渣中进一步富集,且从飞灰与渣中含量比值可知,铅更易于在飞灰中富集。结论对于我省燃煤电厂铅的防控,应主要控制炉渣及飞灰,按相关法律及技术规范的要求进行存放及处置,可以控制其对周围环境的影响。     

飞灰重熔技术在130t/h锅炉的应用

介绍了在新建130t／h液态排渣旋风炉上应用飞灰重熔装置，并结合炉内喷钙技术进行烟气脱硫和粉煤灰污染治理情况，通过1a多的稳定运行，锅炉飞灰完全重熔，降低了烟气中SO2浓度，提高了脱硫率，收到明显的经济效益和环境效益。     

粉煤灰控失肥的制备及其铵氮溶出特性的评价

将粉煤灰在850℃焙烧2～3 h,用2 mol·L-1盐酸在70℃、搅拌条件下对焙烧产物酸溶2～3 h,得到改性粉煤灰;将改性粉煤灰与氢氧化铝、碳酸钠按质量比为10 ∶ 1∶15混合,在850℃焙烧2～3 h,得到焙烧产物;将焙烧产物进行浸取、晶化、烘干等处理,然后添加一定比例的高分子聚合物,制得化肥控失剂;将控失剂与...     

高钠煤灰烧结特性研究进展

中国新疆准东煤具有储量巨大、开采成本低、挥发分高、硫含量低等特点,是优质的动力用煤。但准东煤钠含量高,燃烧利用时易在受热面上形成烧结性积灰,产生严重的结渣,极大限制了高钠煤的开发利用。因此,要实现高钠煤的清洁高效利用,需充分认识高钠煤灰的烧结特性。总结了高钠煤积灰结渣机理,概述了高钠煤灰烧结机制,探讨了二者之间的内在关联。高钠煤在燃烧过程中,煤中碱金属(主要为钠)释放并以Na_2SO_4、NaCl及Na的形式存在于烟气中,与受热面接触并于其上冷凝形成黏性内白层,内白层捕获飞灰颗粒后反应生成低熔点化合物,其烧结温度降低,使锅炉受热面上发生沾污增强型的"沾污烧结"过程。高钠煤灰的烧结过程包含固相烧结、液相烧结和气相烧结3种方式,对煤灰烧结过程的影响因素包括反应温度、化学组成、煤灰粒径、反应气氛、添加剂种类、锅炉设计和锅炉运行工况等。其中添加剂按氧化物种类可分为碱性氧化物和酸性氧化物,一般情况下碱性氧化物可以降低煤灰烧结温度,酸性氧化物可提高煤灰烧结温度。未来对于提高高钠煤灰烧结温度的研究方向可从新型添加剂出发,找到既能固定烟气中的钠,又能与灰渣中的低熔点含钠矿物质反应生成高熔点化合物的单一或混合成分的添加剂。同时,关于钠蒸气对积灰结渣在微观层面上的动态特性的影响机制也需进一步研究。概述了煤灰烧结温度的测量方法,热导率分析法、压力测量法、热机械分析法、筛分法和压降法,其中压降法是目前为止测量烧结温度较为准确的方法。介绍了上海理工大学碳基燃料洁净转化实验室在高钠煤灰烧结特性方面的研究方向,以期为解决燃用高钠煤锅炉积灰结渣问题提供参考。     

超低排放燃煤机组硒的迁移转化及飞灰对其富集特性

采用微波消解法和氢化物发生-原子荧光光谱法考察了9台超低排放在役机组硒迁移转化规律,探究了循环流化床（CFB）和煤粉炉（PC）机组飞灰特性差异对硒吸附能力的影响。燃烧后煤中硒几乎全部呈现挥发态,底渣中残留量极低。与浓度归一化和质量分布法相比较,相对富集系数法可以客观地评价燃煤副产物中硒的富集能力,两类机组中硒均主要富集于飞灰中。CFB较低炉膛温度和添加CaO可以降低入炉煤中硒释放比例并增强飞灰对硒的吸附能力,故其底渣和飞灰中硒的富集程度均高于PC,导致脱硫石膏中硒富集程度低于PC。飞灰对硒的吸附量随比表面积或孔容积增大而增大,但随粒径或孔径增大而减小。CFB飞灰中未燃尽碳含量高、形状不规则、表面粗糙且存在较多蜂窝状孔隙,导致其对硒的富集程度高于PC飞灰。     

中国水煤浆制备技术的发展

为了应对中国易成浆煤种(炼焦煤)储量少的现状,以神华煤等为研究对象,对其制浆工艺进行了研究。神华煤符合水煤浆对煤质的要求,但属低变质且难制浆煤种。从级配理论入手,开发出新的制浆工艺及配套专用设备和添加剂,可以利用神华煤制取高浓度水煤浆。在此基础上,利用城市污泥和造纸黑液制备生物质煤浆,提高了水煤浆的分散性,同时在工业性锅炉中的燃烧表明:负荷可在45%～100%下连续调节,燃烧效率高达98.66%。此外,分级研磨级配制浆工艺可以使水煤浆质量分数提高3%～5%,系统产能提高30%以上。     

Formation processes and main properties of hollow aluminosilicate microspheres in fly ash from thermal power stations

The main parameters of aluminosilicate microspheres formed at thermal power stations in Russia were studied; these parameters are responsible for the prospective industrial application of these microspheres. A comparative analysis of the properties of mineral coal components, the conditions of coal combustion, and the effects of chemical and phase-mineralogical compositions of mineral impurities in coals from almost all of the main coal deposits on the formation of microspheres was performed. The effects of thermal treatment conditions on gas evolution processes in mineral particles and on the fraction of aluminosilicate microspheres in fly ash were considered. It was found that the yield of microspheres was higher in pulverized coal combustion in furnaces with liquid slag removal, all other factors being equal. The regularities of microsphere formation were analyzed, and the mechanism of microsphere formation in fly ash during the combustion of solid fuels was considered.     

氧化钙添加剂对碳酸钠活化粉煤灰的影响及机理

碳酸钠焙烧粉煤灰是一种反应温度低、氧化铝溶出率高,且可同步实现铝、硅高效分离的活化方式,然而该活化过程中所需助剂耗量较大,成为其大规模产业化应用的瓶颈.借鉴高温(1200~1300 ℃)碱石灰烧结活化粉煤灰工艺,在中温(600~1000 ℃)条件下,采用正交实验和单因素实验方法,分别研究了氧化钙添加对碳酸钠焙烧活化粉煤灰后氧化铝溶出率的影响.结果表明,在中温条件下可通过添加一定比例的氧化钙来部分替代碳酸钠,当m(CFA:Na2CO3:CaO)=1:0.6:0.2时,即可使粉煤灰中的氧化铝溶出率达90%以上.通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)进一步研究发现,氧化钙之所以可以部分替代碳酸钠,主要是由于低聚合度的硅酸钙形成所导致的.