富氧燃烧烟气压缩脱硫脱硝的实验研究

富氧燃烧技术是实现CO_2捕获的重要方式,研究表明其特有的烟气压缩纯化过程可实现NO_x、SO_2的协同脱除。本文在可在线监测的加压实验台架上开展实验,探讨了干态和湿态条件下影响NO_x、SO_2脱除的因素及二者间相互影响关系。结果表明,加压有助于NO转化为NO_2,干态下高浓度SO_2会抑制此过程。湿态下加压会促进NO_x和SO_2转变为硝酸和硫酸,NO_x的脱除率与系统压力和初始NO浓度成正比,SO_2的存在一定程度上会抑制NO_x的脱除,但NO的存在则对SO_2的脱除有益。     

短光程下差分吸收光谱法测量烟气浓度的研究

介绍了一种基于差分吸收光谱技术(DOAS)的烟气浓度反演方法,将该方法应用于实际的多组分气体检测中。文中使用短光程和分辨率较低的国产光谱仪,在信噪比较低的情况下,应用DOAS算法,设计了基于最小二乘法的NO和SO_2混合气体浓度计算方法;详细介绍了NO和SO_2气体的差分吸收截面获取方法,详述了SO_2和NO混合气体在不同波段的浓度反演方法;在常温常压下,实现了单组分SO_2、NO气体和混合气体的在线实时监测。实验结果表明,方法能够检测短光程下(300mm)的单组分SO_2、NO气体和混合气体,检测结果比较稳定,误差较小。     

利用链式反应同步氧化烟气中NO和SO2的研究

燃煤烟气中NO和SO2的氧化对于提高其脱除效率和改良脱除产物有重要意义。基于大气化学的研究成果,本文提出了利用链式反应同步氧化烟气中NO和SO2的设想。阐述了该方法的反应机理,数值实验研究了在烟气条件下该链式反应发生的可能性以及反应温度对NO和SO2氧化率的影响,提出了利用低成本的添加剂引发链式反应的方法,并分析了选择添加剂的原则。     

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进行了介质阻挡放电低温等离子体脱除伴有SO2的烟气中NO的研究,分别进行了直接等离子体脱硫脱硝和间接等离子体脱硫脱硝实验.在直接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气等混合气直接通入等离子体发生器,在反应器中电离分解NO以及和生成的高能电子、离子和自由基等离子体相互反应而进行脱除NO;间接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气连接在等离子体发生器出口与从反应器中产生出的等离子体发生氧化反应而进行脱除NO.结果表明,无论直接形式还是间接形式,脱硝效率都要比脱硫效率高,间接脱硫脱硝能够大大降低功率输入,节省能耗,具有重要的实际应用价值和意义.氨气的加入,有利于脱除效率的提升.     

介质阻挡放电低温等离子体脱硝性能研究

进行了介质阻挡放电低温等离子体脱除伴有SO₂的烟气中NO的研究,分别进行了直接等离子体脱硫脱硝和间接等离子体脱硫脱硝实验。在直接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气等混合气直接通入等离子体发生器,在反应器中电离分解NO以及和生成的高能电子、离子和自由基等离子体相互反应而进行脱除NO;间接等离子体脱硫脱硝中,模拟烟气连接在等离子体发生器出口与从反应器中产生出的等离子体发生氧化反应而进行脱除NO。结果表明,无论直接形式还是间接形式,脱硝效率都要比脱硫效率高,间接脱硫脱硝能够大大降低功率输入,节省能耗,具有重要的实际应用价值和意义。氨气的加入,有利于脱除效率的提升。     

复合胺砜溶液对SO_2/CO_2/NO_x吸收工艺的实验研究

本文在微型鼓泡床实验系统中选用N-甲基二乙醇胺和二甲基亚砜的复合胺砜溶液,对SO_2、CO_2和NO_x进行同时脱除。在前期研究已取得最佳溶液配比的基础上,进一步研究烟气流量、反应温度以及溶液pH值对各组分脱除率的影响规律;综合分析得200 ml的复合溶液对流量为1 L/min的烟气的综合脱除效果最好,最佳的系统反应温度为40℃;而溶液pH随反应进行而降低,溶液初始pH值越高则对气体组分的吸收效果越好。     

载硫椰壳活性炭喷射脱汞实验研究

以元素硫对椰壳活性炭在不同温度下进行载硫改性。采用N2吸附/脱附、X射线近边吸收结构等方法对吸附剂进行孔隙结构和硫存在形态表征。在模拟烟气管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究。载硫温度500℃时椰壳活性炭汞吸附效率优于商用富硫活性炭。活性炭汞吸附脱除能力由孔隙结构、硫含量与存在形态共同决定。不同体积分数SO_2、NO和HCl的加入对活性炭均有不同程度的促进作用。     

湿式静电协同脱除SO_2、PM试验研究

湿式静电除尘技术是实现燃煤烟气超低排放的关键技术,本文研究了湿式静电中电晕放电对SO_2强化吸收的影响规律,并就SO_2对电晕电流的形成、粉尘脱除的影响进行了研究。结果表明:湿式静电中喷淋液滴对SO_2具有洗涤作用,电晕放电可以强化液滴对SO_2的吸收效果,提高气液相间的有效传质速度。湿态条件下放电可最高实现SO_2传质提高13.8%,干态条件下放电对SO_2无脱除效果。SO_2吸附电子致使进入吸附区的自由电子数目减少,降低了颗粒的荷电,粉尘的脱除效率下降。     

O_2/CO_2气氛下CH_4再燃还原NO的实验研究

在自行设计的实验装置上研究了CH4再燃还原NO的特性。研究结果表明,最佳再燃温度约为1000℃,再燃区最佳停留时间在0.4～0.6 s之间,随着平衡比的增大脱硝率最高可达90%以上,烟气中NO浓度越大再燃脱硝率越高,而SO_2存在对NO的还原有不利影响。总体表明,相同条件下O_2/CO_2气氛比常规空气气氛更有利于再燃脱硝。     

WFGD系统中pH对Hg~(2+)还原释放机理的实验研究

湿法脱硫系统对燃煤电站烟气中的Hg~(2+)具有良好的脱除作用,但Hg~(2+)在脱硫系统内会被还原变为Hg~0再次释放,造成汞的二次污染。本文系统研究了不同pH值条件下,温度、SO_3~(2-)浓度以及O_2浓度对Hg~(2+)的还原再释放的影响。实验结果表明:相同pH值条件下,温度的升高会极大地促进Hg~(2+)的还原释放,溶液中SO_3~(2-)离子浓度的增大会与Hg~(2+)反应生成Hg(SO_3)_2~(2-)从而抑制了Hg~(2+)的还原;pH降低会造成配合物HgSO_3的质子化,促进Hg~0的再释放。O_2的存在会破坏Hg(SO_3)_2~(2-)的稳定性,并且O_2浓度越高这种破坏作用越明显,从而增强Hg~(2+)的还原再释放。同时,在较高pH值环境下,溶液中SO_4~(2-)含量较高进而抑制Hg~(2+)的释放。     

复合胺砜溶液同时吸收并分部解吸CO_2/SO_2/NO_x循环实验研究

在同一系统中联合脱除CO_2/SO_2/NO_x并实现溶液的解吸再生,不仅能够减少气体污染物的排放,而且具有系统简单、经济性高等优点。自行设计了同时吸收一分部解吸CO_2/SO_2/NO_x循环实验系统,以N一甲基二乙醇胺和二甲基亚砜配制成的复合胺砜溶液为吸收剂,在不同解吸温度和解吸气液比条件下,考察了富液中各组分的解吸情况,确定了CO_2和NO的最佳解吸条件。在整体循环实验中,考察了系统的可行性和稳定性,并考察不同浓度溶液的吸收、解吸特性。在整体循环实验中,实现了CO_2、SO_2、NO、NO_2的同时吸收和CO_2、NO的分部解吸,各组分的吸收速率逐渐减小,解吸速率逐渐增加,最终吸收一解吸达到平衡,平衡时吸收、解吸速率与吸收液浓度无关。     

脉冲介质阻挡放电条件下NO/O2/N2/Hg0体系反应动力学模拟

利用低温等离子体净化烟气中NO2和Hg是一种极具前景的技术,本文对脉冲介质阻挡放电条件下的NO/O2/N2/Hg0体系建立了反应动力学模型,对高能电子参与N2、O2和H2O电离解速率常数采用碰撞反应截面方法求取,模拟预测了活性自由基元(O、OH)、和Hg0等组分在反应器内随时间的变化规律.模拟结果表明:脉冲介质阻挡放电可以有效地脱除烟气中的NO,并促进单质汞的氧化;脉冲电源特性对脱除效率有明显的影响,电源纳秒级脉冲峰宽时间越长,电源脉冲放电频率越高, NO净化及单质汞的氧化效率越好.     

基于DOAS的低浓度SO_2在线监测技术研究

传统的差分吸收光谱(DOAS)算法对于短光程、低浓度的气体测量存在较大的误差。为了提高测量精度,将基于差分吸收光谱技术的浓度反演算法应用于烟气SO_2的在线监测中。在DOAS算法的基础上,设计了基于最小二乘法的SO_2浓度计算方法,同时为了节约测量成本,使用短光程和低精度光谱仪进行测量,对低浓度SO_2气体进行了光谱测量和浓度反演实验。实验结果表明,在低浓度0~10-6的量程内,测量值的绝对误差在2/106左右,相对误差在5%以内,测量结果较稳定。该算法在短光程下对低浓度的SO_2气体具有较高的测量精度,可以准确、快速地实现SO_2气体的在线测量。     

臭氧氧化多种污染物协同脱及副产物提纯的试验研究

为控制燃煤烟气污染物的排放,本文提出了臭氧氧化吸收以及副产物提纯系统。试验研究了不同pH和不同烟气组分SO₂,O₂条件下,三种不同吸收剂对NO₂脱除的影响。结果表明在pH=5～8的范围内,采用CaSO₃浆液中添加（NH₄）₂SO₄吸收NO₂,脱除率始终保持在89%以上。同时发现不同烟气组分SO₂,O₂对NO₂和SO₂的协同脱除影响较小。本文还对NO₂的吸收产物进行了复盐复分解处理。随着循环时间的增加,副产物产率得到了提高,获得了较高纯度的Ca（NO₂）₂·H₂O颗粒。     

改性煤基活性炭对燃煤烟气中汞的脱除

本文以无烟煤为前驱体,采用KOH活化法制备了煤基活性炭,并以NH4I为改性剂对活性炭进行改性,用于燃煤烟气中汞的脱除。实验研究了负载的NH4I的质量分数、烟气温度以及烟气成分对改性活性炭脱汞性能的影响。研究结果表明,最佳的NH4I负载质量分数为0.07;在80~180℃的温度范围内,随着温度的升高,活性炭的脱汞效率逐渐降低。烟气中的O2、CO2、NO、HCl等组分对改性后的活性炭的脱汞效率具有一定的促进作用,SO2则有明显的抑制作用;但由于改性活性炭具有较好的抗硫效果,当烟气中含有微量的SO2时,活性炭的平均脱汞效率仍可达到87.95%。采用热再生法对改性活性炭进行再生,结果表明,400℃下再生的活性炭的脱汞率为95.82%,但随着再生次数的增加,活性炭脱汞效率不断降低。     

利用甲醇氧化烟气中NO的实验研究

对利用甲醇氧化烟气中NO的反应开展了系统的实验研究。研究了反应时间、反应温度、甲醇用量比例、烟气中O2、SO2及夹带的固体颗粒对NO氧化率的影响。结果表明,在一定的条件下,甲醇能够氧化烟气中的NO;NO氧化率受反应时间和反应温度的综合影响,随着反应时间的增加,有效反应温度区域向低温方向移动,最大NO氧化率降低;随着甲醇用量比例的增加, NO氧化率增加;O2浓度增加可促进NO氧化;烟气中的SO2对反应有催化作用,可显著提高NO氧化率;烟气中固体颗粒的存在阻碍了自由基反应的进行,显著降低了NO的氧化率。     

O2/CO2循环燃烧中NOx的中试实验研究

O2/CO2 循环燃烧技术不仅便于回收烟气中 CO2,还能大幅度减少 SO2 和 NOx 排放.在国内第一台中试规模O2/CO2 循环燃烧台架上,对炉膛内部不同燃烧区域和尾部烟气的 NOx 排放进行研究.结果表明,本实验台架燃烧一段是 NOx 排放的重点提升区,Air 气氛下 NOx 浓度上升了 109.7%,在 O2/CO2 和 O2/RFG 气氛下 NOx 浓度没有明显增加,分别上升 23.2% 和 21.6%,燃烧二段 NOx 浓度基本没发生变化.尾部烟气中,与 Air 工况相比,O2/CO2 循环燃烧工况下脱硝率为 83.41%,另外喷钙对 NOx 的脱除也有不同程度的提升.     

氧化铁浆液脱硫的实验研究与理论分析

本文实验研究了氧化铁浆液在酸性环境下脱除烟气中的二氧化硫气体。实验在一自制的脱硫塔中进行。通过燃烧液化石油气来产生烟气,将氧化铁的超细粉加入水中作为脱硫介质。实验中研究了二氧化硫初始浓度、水气比对脱硫效率的影响。从实验结果可以看出,脱硫率随着水气比的增加而增大;随二氧化硫的初始浓度的增加,其脱硫率呈降低趋势。在文中同时分析了氧化铁浆液的脱硫机理和此方法脱硫的优点以及目前存在的问题。     

3MW_(th)富氧燃烧气体污染物生成与排放特性研究

本文在3 MW_(th)富氧煤粉燃烧实验台,对空气燃烧,不同循环倍率的循环燃烧工况下,进行燃烧实验,研究富氧燃烧过程中气体污染物的排放特性。实验结果表明:在3 MW_(th)富氧燃烧实验台上,富氧燃烧过程中CO_2浓度可以达到80%以上,同时能保证很高的煤粉燃尽率;与空气工况相比,富氧燃烧工况下,烟气中NO_x的浓度上升了56%~167%,排放量降低了46%~69%;同时燃烧气氛的变化对煤中硫向SO_2的转化率影响很小;双碱法湿法脱硫能在富氧燃烧条件下稳定运行,脱硫效率能达到95%以上。     

炭黑非催化还原NO的实验研究

在石英管式炉固定床反应器上研究了程序升温条件下炭黑与NO反应的规律。实验表明:天然气炭黑比其它炭黑具有更高的脱除率、最低的起始反应温度;炭黑的起始反应温度随着NO反应气浓度增大而升高;升温速率越大,NO 的脱除率越大,起始反应温度越低;炭黑质量浓度越大,NO的脱除率越大,起始反应温度越低;反应气中氧存在可以降低炭黑-NO起始反应温度。