恒流稀释预处理技术及其在复杂工业环境下的应用研究

针对目前工业现场常采用的多级过滤伴热抽取预处理方式存在样气失真、管线易堵塞和腐蚀、测量延时、维护量大等问题,开展烟气恒流稀释预处理技术研发并将其应用于复杂工业现场。研究首先基于渐缩喷嘴的恒流特性开展验证实验,实验结果表明,渐缩喷嘴入口流量与喷嘴喉径呈正相关而与背压呈负相关性,当背压低于45 kPa时气体达到声速壅塞状态且保持恒流;随后基于原理实验研制适用于不同复杂工业环境下的高保真烟气恒流稀释预处理装置,并结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术开发气体在线监测分析系统,同时将其应用于煤粉锅炉水冷壁近壁面气氛和磨煤机出口CO在线监测现场,实现了高尘、高湿、高腐蚀等恶劣工况下烟气高保真取样和高精度测量,有效解决了目前复杂工业现场烟气取样管线堵塞、气体成分失真等问题,为气体高精度在线监测系统安全稳定运行提供技术支撑。     

浅析不同因素对商用Al2O3负载型催化剂的影响

在固定床脱硝试验装置上,考察催化剂数量、反应温度、SO2浓度等反应条件对某小型商用Al2O3负载型催化剂催化性能的影响.结果表明,催化剂个数为6时,催化活性最佳;反应温度在360℃～420℃范围内,催化剂活性较高,NOx去除率高于60％;SO2浓度的变化对催化剂活性有较大影响,且高浓度SO2对催化剂活性存在明显抑制作用...     

基于TDLAS测量的痕量CO常温催化转化研究

CO作为火电、冶金、化工等行业产生的重要中间产物或排放物质,具有易燃、剧毒等特性,对其进行高精度在线检测对提高锅炉燃烧安全及实现碳减排具有重要意义。因此,本文采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)和赫里奥特(Herriott)多次反射池实现了浓度为10-6(μL/L)量级的CO高精度在线测量,其检测限可达到035 μL/L。在此基础上,利用该测量系统开展了CO催化转化性能研究实验,探究催化剂含量及CO浓度对催化反应的影响。实验结果揭示了在常温常压、CO浓度为10～80 μL/L下,CO催化转化效率随催化剂含量的变化规律,即催化剂含量越高,CO转化效率越高。实验结果可为采用稀释取样法测量CO浓度时提供去除稀释气中CO的方法,保证痕量CO浓度的准确测量。     

MnO_x(x)-FeO_x(0.8)/TiO_2-ZrO_2-CeO_2催化剂的制备与脱硝性能研究

在溶胶-凝胶法制备的TiO_2-ZrO_2-CeO_2载体上负载MnO_x-FeO_x,考察其低温SCR催化活性及抗硫抗水能力,通过XRD、SEM、TG、FTIR表征分析MnO_x(x)-FeO_x(0. 8)/TiO_2-ZrO_2-CeO_2催化剂的微观结构及SO_2和H_2O对其影响作用。结果表明,MnO_x(12. 5%)-FeO_x(0. 8)/TiO_2-ZrO_2-CeO_2催化剂表面活性组分分散性良好,且以无定形态存在。抗硫后,催化剂表面没有发现硫酸锰,只有少量的硫酸铵盐类及硫酸铈或硫酸铁生成,抗硫性能较佳,且SO2与H2O对催化剂的影响均是可逆的。180℃时催化剂的NO_x去除率为92. 8%,同时通入125 mg/m~3 SO_2和10%H_2O 240 min后,NO_x去除率维持在74. 5%。     

MnOx?FeOy/TiO2?ZrO2?CeO2低温选择性催化还原NOz和抗毒性研究

用溶胶凝胶法制备TiO₂?ZrO₂?CeO₂（摩尔比4∶1∶1.25）载体,柠檬酸溶液浸渍法进一步负载MnO_x及MnO_x?FeO_y,进而合成了一种Fe掺杂的新型Mn基复合氧化物催化剂,考察其NH₃选择性催化还原NO性能及抗硫性能。它在含硫氛围中有良好的低温选择性催化还原（SCR）能力和抗中毒能力,Fe的引入促进了Mn与TiO₂?ZrO₂?CeO₂载体之间的相互作用,增加了催化剂表面Lewis酸性位点的数量。根据X射线光谱分析,Mn4+,Ce4+和吸附的氧的含量明显增加,对提高催化剂的性能非常有利。根据热重分析,在SO₂和H₂O同时存在的环境下,Fe的存在使硫酸铵和硫酸铈的产生量减少,抑制了锰的硫酸化,进一步提高了催化剂的抗毒性。MnO_x（12.5%）?FeO_y（0.8）/TiO₂?ZrO₂?CeO₂（4∶1∶1.25）催化剂在180 ℃下,同时通入体积分数10% H₂O和125×10?6 SO₂ 240 min,NO_z转化率可保持在75.6%。根据研究成果,新型锰基复合金属氧化物催化剂为进一步探索催化剂的SCR反应和抗毒机理提供了基础,促进了SCR工艺的工业应用。      

基于TDLAS的煤粉锅炉水冷壁近壁面CO/H2S同步在线监测

煤粉锅炉低氮燃烧工况下还原性气氛H2S和CO体积分数上升导致水冷壁高温腐蚀严重,实时在线监测水冷壁近壁面CO/H2S体积分数并基于测得的数据建立高温腐蚀预警模型具有重要意义。采用可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术测量锅炉水冷壁近壁面CO/H2S体积分数,首先利用赫里奥特多次反射池提高测量精度并降低检测限,然后开展CO/H2S体积分数动态测量验证实验。结果表明,CO、H2S分别在0~2 000 μL/L和0~ 20 μL/L范围内,测量值与配比值一致且具有较高的精度。最后结合恒流稀释烟气高保真预处理技术将研制的CO/H2S监测装置应用于大型火电机组煤粉锅炉现场,采用轮测方式实现了锅炉炉膛“还原区”和“燃尽区”CO/H2S同步在线监测;同时基于监测数据反馈对锅炉燃烧进行调整,在确保烟气超低排放基础上减缓水冷壁高温腐蚀速率,实现火电机组高效、环保、安全和智能化运行。     

基于TDLAS和恒流稀释取样的磨煤机出口痕量CO体积分数在线监测技术研究

磨煤机运行参数直接影响着燃煤机组的运行安全和燃烧性能，实时在线监测磨煤机出口CO体积分数并基于监测数据进行安全预警具有重要意义。首先基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)和赫里奥特(Herriott)多次反射池开展波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)法测量精度及检测限验证实验。实验结果表明，在1～10μL/L内CO测量值与配气值一致且检测限可低至5.2×10^–3μL/L(300 s)，具有极高的灵敏度和测量精度。随后基于原理实验研制痕量CO体积分数在线测量系统，并结合烟气恒流稀释高保真预处理技术，将研制的痕量CO体积分数在线监测系统应用于火电机组磨煤机现场，采用多点轮测方式实现了单台火电机组5台磨煤机出口CO在线监测及安全预警。最后结合磨煤机出口温度等监测数据对一次风温进行调整，可在确保磨煤机安全运行基础上提高锅炉效率。