燃煤烟气中汞均相氧化的数值模拟

利用小型固定床反应器系统进行了烟气成分与汞的相互作用实验研究,温度范围为200～800℃。建立了汞的均相反应模型,并运用CHEMKIN软件模拟了各种温度和HCl浓度下汞的氧化份额。结果表明,模型预测结果与实验数据吻合效果很好;汞的最佳氧化温度范围为（250±10）℃。取样过程会对汞的存在形式产生影响,特别是经过快速降温后的恒温流动中,汞的氧化速率显著提高。     

KBr和KI改性黏土脱除模拟烟气中的单质汞

黏土是一种非常廉价的天然矿物,为了考察溴和碘改性黏土（膨润土）脱除烟气中单质汞的特性,采用浸渍法分别制备了KBr和KI改性黏土（KBr-clay和KI-clay）。在固定床吸附实验台上进行了脱除Hg⁰的实验研究,考察不同的负载量、吸附温度以及烟气中SO₂和水蒸气等对KI-clay和KBr-clay脱除单质汞的影响。研究结果表明：改性后黏土的比表面积、孔隙结构未发生显著的改变,表面官能团也没有发生本质的变化。KI-clay和KBr-clay脱汞能力大大提高,在同等实验条件下,KI-clay脱汞性能优于KBr-clay。研究表明单质汞在改性黏土表面产生了化学吸附,烟气中低浓度SO₂的存在对汞脱除有一定的促进作用,在相同的实验条件下,SO₂ 对KBr-clay促进作用更加明显,但水蒸气在低温下对脱汞具有很强的抑制作用,提高吸附温度可以消弱水蒸气的负面影响。     

表面改性金属双极板在直接甲醇燃料电池中的应用

石墨双极板由于制作成本高、易碎等不利因素严重制约直接甲醇燃料电池（DMFC）的发展。表面改性后的金属材料由于具备接触电阻低,加工强度高等优点而受到广泛关注。但是,迄今为止,国内少见改性金属双极板在DMFC中的研究报道。本文分别对金属及其氧化物、导电高分子、碳膜及金属碳化物、金属氮化物作为金属材料表面改性膜层进行了详述。基于改性金属双极板在模拟DMFC运行环境中的腐蚀原理,重点分析了表面改性前后金属双极板的抗腐蚀性能、接触电阻、表面涂层的成分及形态等关键参数,分析比较了改性涂层金属双极板对燃料电池运行中的电化学行为和寿命的影响。展望了表面改性金属双极板在DMFC中应用的研究趋势,为实现DMFC便携式发展奠定了良好的基础。     

湿空气超音速凝结特性

在实验室内搭建了湿空气超音速凝结实验系统,首先进行了稳定性实验,发现实验系统至少需要运行10 h后才能达到稳定状态。随后利用实验系统对湿空气在Laval喷管内的超音速凝结过程进行了实验测试,发现当喷管入口为0.46 MPa时,液滴粒径沿轴向位置变化很小,约为0.85 μm;液滴数量和液相质量分数基本维持在3.0×10¹² 个·kg^-1和8.0×10^-4左右,并稍有上升趋势。最后建立了湿空气超音速均相和非均相凝结数学模型,并在实验条件下进行了模拟计算,发现湿空气在Laval相似文献   

玻璃体形成机理与重金属固定效率

引入氧硅比的概念,阐述等离子体熔融玻璃化技术中玻璃体的形成机理,并且用实验加以验证。使用30 kW直流等离子体电弧炉研究影响重金属固定效率的主要因素,按照正交实验表L16 (44×23)安排实验,考察氧硅比、碱基度、重金属浓度、处理温度、处理时间、飞灰种类和物料形态共7种因素的影响作用。实验结果表明：对重金属As、Pb、Zn,处理温度和重金属浓度的影响作用最为显著,随着温度升高固定效率下降,随着重金属浓度的升高,固定效率先升高再降低,并在重金属浓度6000mg·kg^-1时出现极大值;对重金属Cr,7相似文献   

聚乙二醇二甲醚抑制脱碳吸收剂中氨逃逸的实验及原理分析

CO₂作为主要的温室气体,其减排问题引起全球范围的广泛关注,开展适合我国国情的燃煤电厂CO₂减排技术研究至关重要。氨法脱除电厂烟气中CO₂具有低成本、高脱除效率等特点,但该技术面临的一个很大问题是氨的逃逸。针对氨法脱碳过程中氨逃逸问题展开实验研究,采用鼓泡吸收反应器研究了聚乙二醇二甲醚（NHD）对氨逃逸的抑制效果以及氨水和NHD浓度对氨逃逸的影响,并分析了NHD抑制氨逃逸的机理。结果表明,NHD对氨逃逸具有一定的抑制作用,同时在一定程度上提高了脱碳效率。添加5%NHD后,氨逃逸量降低24.86%,CO₂的脱除效率增加10%左右。研究结果对进一步开展氨法捕集CO₂研究有较大的参考价值。     

新型改性吸附剂制备、表征及脱除单质汞的实验研究

采用KBr和KI对高岭土、沸石、膨润土和壳聚糖进行改性,利用VM3000在线测汞仪作为检测手段,在固定床台架上进行脱Hg⁰实验。采用N2吸附/脱附、X射线荧光探针(XRF)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析仪对吸附剂进行表征。分析发现改性后吸附剂的孔隙和比表面积降低;碘离子进入了膨润土的内部,碘、硫酸和壳聚糖中的氨基发生了化学反应。脱汞实验表明,与高岭土和沸石相比,膨润土因其独特结构而具有良好的脱汞效果。适量硫酸的加入可以极大地提高壳聚糖类吸附剂的脱汞效率;与溴改性吸附剂相比,碘改性吸附剂更能够大大提高吸附剂的脱汞效率;适当提高吸附温度可以提高其脱汞效率;因改性膨润土和壳聚糖不同的物理化学特性,水蒸气的加入使得它们的脱汞效率出现相反的趋势。     

强化生物除磷体系中颗粒污泥的形成及机理探讨

以实验室小试SBR反应器为载体接种普通活性污泥,研究了强化生物除磷系统对颗粒污泥形成的促进作用并探讨了其形成机理。试验结果发现：在生物脱氮运行阶段,SBR中的活性污泥能维持较稳定的絮体状态,平均SVI为138.9 ml·g^-1;当系统转为生物除磷方式运行时,随着除磷效果的好转,反应器中的污泥逐渐转化为颗粒污泥,平均SVI降低至74.1 ml·g^-1,颗粒污泥的平均粒径为0.8 mm。因此,SBR生物除磷系统有利于颗粒污泥的形成。试验发现在强化生物除磷系统厌氧释磷的过程中会有带正电的微粒大量生成,它们可以作为颗粒污泥的晶核吸附带负电的细胞体,进而促进颗粒污泥的形成。强化生物除磷颗粒污泥系统有着较为稳定的磷去除性能,除磷效率接近100%。     

粉煤灰沸石及Pd改性沸石脱除煤气中单质汞的研究

以粉煤灰为原料,采用超临界水热法制备了一系列的粉煤灰沸石.首先,考察了不同种类粉煤灰制备的沸石的煤气脱汞性能,以及由同一种粉煤灰制备的不同晶型沸石的脱汞活性.其次,考察了活性评价温度和H2 S气体对粉煤灰沸石煤气脱汞性能的影响.结果表明,其中的两种粉煤灰制备的沸石有较好的脱汞活性,具有方钠石晶型的粉煤灰沸石(Z5s)的脱汞性能优于具有钙霞石晶型的粉煤灰沸石(Z5c),Z5s沸石的脱汞率在360 min内保持在90%以上.气氛中的H2 S气体有利于单质汞的脱除,而温度升高时脱汞率降低.粉煤灰沸石(Z5s)采用贵金属Pd改性后,其脱汞活性在中高温时高于Z5s沸石.     

竹炭改性涤纶与常规涤纶的鉴别方法

由于竹炭粉的加入,竹炭改性涤纶的一些性能与普通涤纶具有明显的差异,可以采取密度法、脱色法、显微镜观察法、溶解法、比电阻法和X-射线能谱仪对其进行研究鉴别。     

Removal of elemental mercury by modified bamboo carbon☆

The mercury removal performance of modified bamboo charcoal (BC) was investigated with a bench-scale fixed-bed reactor. A simple impregnation method was used to modify the BC with ZnCl2 and FeCl3 separately. BET and XPS were used to determine the pore structure and surface chemistry of the sorbents. The role of Fe3+in the re-moval of elemental mercury by modified sorbents was discussed. The experimental results suggest that the mod-ified BCs have excellent adsorption potential for elemental mercury at a relatively higher temperature, 140 °C. The BET surface area and average pore size of modified sorbents do not show noticeable priority compared to un-modified BC. XPS spectra indicate that Fe atoms mainly exist in the form of Fe3+for the FeCl3-impregnated BC. Better performance of FeCl3-impregnated BC at different temperatures (20, 140 and 180 °C) suggests the en-hancement of non-chloride functional groups (Fe3+). Inhibition effect of SOx and NO for Hg0 removal by BC sam-ples is present in the study.     

Removal of elemental mercury by bamboo charcoal impregnated with H2O2

Mercury emission from coal combustion is an increasing environmental concern due to its high volatility and toxicity, and activated carbon (AC) adsorption has been proven an effective mercury-control method, with high-cost limit. The renewable bioresource of bamboo constitutes an important precursor for activated carbon, and the bamboo charcoal (BC) may act as low-cost sorbent used in the mercury-control. The adsorptive potential of BC and modified BC using H₂O₂ for elemental mercury was investigated for the first time through a parametric study conducted with a bench-scale bed. The effects of pore structure and surface chemistry were investigated based on BET, XPS. Which suggest that BC materials have excellent adsorption potential for elemental mercury, especially after modified by H₂O₂. The modification using H₂O₂ altered the physical and chemical properties of BC materials, making the sorbents more effective in mercury adsorption even at a relative higher temperature, and the enhancing-effect was more obvious with increasing H₂O₂.     

Gas-phase elemental mercury removal by novel carbon-based sorbents

To develop cost-effective carbon-based sorbents used in gas-phase elemental mercury removal, the performance of commercial bamboo charcoal (BC) produced from renewable bioresource of bamboo and modified BC was investigated with a bench-scale fixed-bed reactor. The simple impregnation method was used to modify the BC using ZnCl₂, NH₃·H₂O and HNO₃ separately. BET, XPS, elemental analysis and FT-IR were used to determine the pore structure and surface chemistry of the sorbents. The characterization of the physical and chemical properties of sorbents in relation to Hg⁰ adsorption capacity provided important information on the Hg⁰ adsorption mechanism. This suggested that the modified BCs have excellent adsorption potential for elemental mercury at a relatively higher temperature of 140 °C except for the NH₃·H₂O impregnated BC. The amount of Hg⁰ absorbed depends on the concentration of impregnant used. The impregnation has increased the sorbents’ active sites for mercury adsorption and the specific reaction mechanism has been further analyzed.     

CeO2改性再生SCR催化剂的单质汞氧化特性

对国内某1000MW燃煤发电机组失活选择性催化还原（SCR）催化剂进行CeO₂改性再生。对再生前后样品进行N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）对比表征分析。在自制固定床反应系统上对CeO₂改性再生催化剂（CeReCat）进行Hg⁰氧化性能测试,同时研究了SO₂、H₂O、NO和NH₃对Hg⁰氧化性能的影响。结果表明,CeO₂改性再生方法可有效清洗失活SCR催化剂表面杂质,恢复催化剂表面活性位点和孔隙结构,可使Ce、V两种活性元素得到有效负载。CeO₂改性后的样品Hg⁰氧化性能显著提升,3.0 CeReCat具有最佳Hg⁰的氧化效率。此外,烟气中加入600μL/L SO₂后,3.0 CeReCat仍具有高达74.4%的Hg⁰氧化效率,抗SO₂性能较好。烟气中的NO可轻微促进Hg⁰的氧化。由于竞争吸附作用,烟气中的H₂O和NH₃会抑制Hg⁰的氧化。CeO₂改性再生催化剂置于SCR系统下层时,由于烟气NH₃浓度较低而具有较高Hg⁰氧化效率,具有良好的应用前景。     

富氧气氛下改性生物质焦脱汞的氧化机理

富氧燃烧作为新型燃烧方式可以有效减少CO₂排放,提高燃烧效率,与传统燃烧方式相比,烟气组分也产生较大的变化。玉米秸秆焦可以作为吸附剂在燃烧后阶段对汞进行脱除。本文采用1% NH₄Cl溶液浸渍的玉米秸秆焦为吸附剂,在富氧气氛下探究NO及O₂对汞氧化脱除机理。文中指出玉米秸秆焦经浸渍改性处理后,其表面孔隙结构更加丰富,比表面积以及总孔容积增大。同时,改性后表面官能团的数量大大增加,尤其是含氧的官能团,对汞的吸附起着重要作用。富氧气氛下NO与生物质焦表面的O₂和含氧基团反应生成具有氧化作用的NO₂,与零价汞反应促进汞的去除。NO和O₂共存时对零价汞的氧化有更明显的促进作用。O₂含量的增加也会促进生物质焦对汞的吸附,这主要是由于O₂的强氧化作用导致,与零价汞发生非均相氧化反应生成HgO。此外,含氧官能团化学键的断裂也为汞的氧化提供了氧自由基团。     

TiO2改性竹炭的制备及光催化降解苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/竹炭复合材料。利用XRD、SEM对该材料进行了表征。结果表明,TiO2/竹炭结构中TiO2以锐钛矿相存在,同时负载在竹炭表面后TiO2的粒径变小。以苯酚模拟废水的降解率考察TiO2/竹炭复合材料的光催化活性,结果表明,TiO2/竹炭复合材料具有较高的光催化活性,最佳条件下,TiO2/竹炭复合材料对苯酚的降解率为56.36%。     

硫化氢对负载型钴铈双金属吸附剂脱除模拟煤气中单质汞的促进机理

采用共沉淀法制备了一系列不同配比的钴铈双金属吸附剂（Ce_xCo_yTi）,在固定床实验台上探究低温（80～240℃）下脱除模拟煤气中Hg⁰的特性及机理。结果表明,Ce、Co负载比为0.2、0.1时,在120℃、N₂+H₂S气氛下吸附剂表现出最佳的脱汞效果,其效率为95.3%;Ce_0.2Co_0.1Ti在N₂气氛下不仅存在物理吸附而且存在较强的化学吸附;在考察范围内,Ce_0.2Co_0.1Ti脱汞效率随H₂S浓度的增加而增加。采用基于DFT的第一性原理软件VASP模拟H₂S和Hg在Ce_0.2Co_0.1Ti表面的吸附及反应过程,表明Hg化学吸附于吸附剂表面,H₂S易解离形成S,且S极易与吸附态的Hg反应生成HgS,活化能垒为0.214eV,反应遵循Langmuir-Hinshelwood机理。     

竹炭改性泡沫炭材料制备及铜离子吸附性能研究

以酚醛树脂为基体前躯体,竹炭为添加剂,通过发泡、固化及炭化工艺制备出竹炭改性酚醛树脂基泡沫炭材料,研究了其对Cu2+的吸附性能,探究了竹炭含量、吸附时间和溶液pH值对泡沫炭材料吸附Cu2+效果的影响。结果表明:在竹炭含量为7%~10%、吸附时间45 min、溶液pH值为9的条件下,Cu2+的吸附效果最好,并且从微观结构上解释了其对Cu2+吸附能力曲线的变化趋势,解决了泡沫炭因孔径大而难以吸附重金属离子的问题,降低了制备成本,扩大了泡沫炭材料的应用范围。