聚丙烯中空纤维膜组件分离烟气中的CO2

膜吸收法在大型工业燃煤电厂二氧化碳（CO2）捕集方面具有很好的应用前景,但烟气组分对该技术效果影响还有待进一步研究。本文以单乙醇胺（MEA）为吸收剂,开展了疏水性聚丙烯（PP）中空纤维膜组件分离模拟烟气中的CO2的实验研究,考察了吸收操作条件以及燃煤烟气中水汽和SO2对膜组件吸收效率的影响。结果表明,试验的最佳液气比为24 L/m3;MEA的浓度为0.6 mol/L;膜组件进口的温度变化对吸收效率基本没有影响;CO2的浓度在10%～20%内变动对吸收效率影响不大。与CO2相比,SO2会优先发生吸收作用,而水汽则会吸附在聚丙烯中空纤维膜组件的孔壁上,产生毛细管凝聚现象,阻塞CO2的渗透吸收。     

蒸汽相变促进湿法脱硫净烟气中细颗粒物的脱除

采用石灰石/石膏法脱硫工艺,结合蒸汽相变原理,实验考察了除雾器类型、脱硫净烟气特性、蒸汽添加量及同时在除雾器上喷低温水等对细颗粒物脱除性能的影响.结果表明:在脱硫净烟气中添加适量蒸汽,可显著提高细颗粒脱除效果,且脱除效率随蒸汽添加量增加而提高;丝网除雾器比板波纹除雾器更适于凝结长大细颗粒物的脱除;脱硫净烟气特性对细颗粒物相变脱除效果存在显著影响;由于相变室内壁面易积灰,壁面材质对细颗粒脱除效果影响不明显;添加蒸汽同时在除雾器上喷低温水可明显促进细颗粒的脱除,脱除效率可由约30%增至60%以上.     

湿法烟气脱硫系统对细颗粒脱除性能的实验研究

针对石灰石-石膏法、双碱法、氨法等典型湿法烟气脱硫（WFGD）工艺,在喷淋脱硫塔中实验研究了WFGD系统对细颗粒的脱除作用;采用电称低压冲击器、场发射扫描电镜、X射线衍射仪等对WFGD系统前后烟气中细颗粒的浓度、粒径分布、形态、元素及物相组成进行了测试分析,考察了脱硫剂、液气比对WFGD系统脱除细颗粒性能的影响,并进行了利用蒸汽相变原理促进细颗粒凝结长大并高效脱除的实验研究。结果表明,脱硫剂对WFGD系统脱除细颗粒的性能具有重要影响,由于形成无机盐气溶胶细颗粒,采用CaCO₃、NH₃·H₂O脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除效果明显不及Na₂CO₃脱硫剂和水洗涤,且颗粒形貌特征及元素组成发生明显变化;除NH₃·H₂O脱硫剂外,液气比对WFGD系统脱除细颗粒的影响不明显;在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加适量蒸汽建立蒸汽相变所需的过饱和水汽环境可显著促进细颗粒的脱除。     

蒸汽在细微颗粒表面异质核化研究进展

总结了蒸汽在细微颗粒表面异质核化理论的发展与实验研究状况,将异质核化理论归纳为经典异质核化理论、密度函数理论、分子动力学Monte Carlo理论,分析了这3种理论的特点。结合蒸汽相变技术在控制燃烧源PM2.5排放上的应用,指出进行过饱和蒸汽在燃烧源PM2.5表面异质核化研究的意义与方法。     

利用阻垢分散剂减少磷酸过滤系统氟硅酸钾（钠）结垢

鉴于湿法磷酸生产过滤系统中氟硅酸钾（钠）垢的形成机理与工业冷却水循环系统中碳酸钙、硫酸钙垢相近,研究采用冷却水处理中的阻垢分散剂来减少其结垢,结果表明,将聚羧酸（盐）和有机膦酸复配后使用,可提高阻垢性能,所选取效果较佳的6种在其最佳用量下,对湿法磷酸过滤系统中氟硅酸钾（钠）的阻垢率可达50%-60%,甚至更高,且对过滤强度、磷得率没有不利影响,有应用价值,值得推广。     

湿法脱硫协同蒸汽相变脱除燃煤PM_(2.5)的试验研究

对燃煤细颗粒在湿法烟气脱硫(WFGD)系统中的脱除效果进行了试验研究.通过向塔内添加蒸汽以促进细颗粒的凝结长大,实现脱硫过程协同脱除燃煤细颗粒,并分析了不同操作参数对细颗粒和SO2脱除效率的影响.结果表明:在常规湿法烟气脱硫过程中,PM10的质量浓度脱除效率较高,约为55%,而PM2.5质量和数量浓度脱除效率很低;通过在洗涤塔内添加蒸汽,可以有效提高PM10和PM2.5的脱除效率,脱除效率随液气比的增大而提高,特别是数量浓度的脱除效率;燃煤细颗粒的脱除效率随塔内烟气过饱和度的增大而提高,而脱硫效率几乎不受塔内过饱和度的影响,均能稳定在75%左右;随脱硫塔入口烟气温度的升高,细颗粒的脱除效率降低.     

硫酸钾在氨介质中的结晶动力学研究

采用MSMPR结晶器研究了不同温度和氨浓度下K2SO4饱和水溶液在氨水中结晶及KCl与CaSO4在氨水中反应的结晶动力学.借助粒数平衡原理得到K2SO4在氨介质中的晶体成核速率与生长速率、悬浮密度的关联式1)氨水中结晶B0=7.012×103G-0.237Mt-0.475;2)反应结晶B0=7.867×102G-2.614Mt-0.482.用扫描电镜观察晶体形态发现K2SO4在氨介质中的晶型由水溶液中的正交棱柱体变为长方体.其结果可为浓氨介质中石膏转化制硫酸钾工艺中结晶器的设计与放大提供基础数据.     

石灰石-石膏法脱硫过程中浆液雾化夹带与细颗粒排放的关系

脱硫浆液的雾化夹带是导致石灰石-石膏法脱硫过程中细颗粒物排放特征发生显著变化的主要原因。利用相位多普勒粒度分析仪(PDA)、电称低压冲击器(ELPI~+)在线测试分析了脱硫浆液雾化、夹带特性及其与细颗粒物排放的关系。结果表明,石灰石-石膏法烟气脱硫过程中浆液雾化夹带可导致脱硫净烟气中含大量细小雾滴及亚微米级细颗粒,脱硫净烟气中雾滴粒径与喷嘴的雾化效果有关,主要集中在20μm以下,雾滴含固量为脱硫浆液的20%~40%。脱硫操作参数如空塔气速、液气比和浆液浓度对脱硫净烟气中的雾滴夹带量存在显著影响,适当降低空塔气速、液气比及浆液浓度,优化喷淋工艺如增加喷淋层、合理布置脱硫喷嘴,能够有效抑制浆液夹带作用,进而降低脱硫净烟气中细颗粒物的排放浓度。     

氮掺杂生物炭高湿环境下吸附甲苯的性能研究

为了研究含氮官能团对甲苯与水蒸气竞争吸附的作用机制,制备氮掺杂开心果壳基生物炭(PBN)和对照组(PB),通过吸附实验和密度泛函模拟研究含氮官能团对高湿环境下甲苯吸附的影响。结果表明,氮掺杂后,生物炭孔隙结构更加发达,亲水性和极性更低。在80%的相对湿度下,PBN和PB吸附低质量浓度(ρ₀为110 mg·m^-3)甲苯的容量分别为干燥条件下吸附量(223.56和123.01 mg·g^-1)的79.2%和64.2%,PBN的水蒸气吸附等温线的形状呈现疏水的“S”形。含氮官能团会促进甲苯的吸附,抑制水蒸气的吸附,π-π作用、疏水作用和范德华作用是影响甲苯吸附的主要作用。     

生态浮床中植物和基质对氮、磷的去除特性

为研究不同植物和基质对水体中NH₃-N、TP的去除特性,从而选取最佳材料构建生态浮床,实验拟合计算常绿鸢尾、水竹、黄菖蒲、灯芯草等4种植物对NH₃-N、TP的吸收动力学特性,研究砾石、蛭石、绿沸石、海绵铁等4种基质对NH₃-N、TP的等温吸附及动力学吸附特性。结果表明：黄菖蒲对NH3-N、TP的吸收效果最好,适合应用于生态浮床中;绿沸石和海绵铁对NH₃-N、TP的吸附效果最佳,适合作为浮床基质。