基于密度泛函理论的燃煤飞灰未燃尽碳与烟气砷作用机理

基于密度泛函理论研究了燃煤飞灰中未燃尽碳（unburned carbon， UBC）组分对气态单质砷As及其氧化物AsO、AsO₂和As₂O₃的作用机理。结果表明，单质砷优先吸附于碳桥位，吸附能在（-5.95）-（-5.88） eV。AsO分子中的砷、氧原子分别与碳原子成键时，吸附构型最稳定，吸附能最低为-7.87 eV。当AsO₂在未燃尽碳表面解离形成一个AsO和表面活性氧时，体系最稳定，吸附能为-10.65 eV。当三角双锥As₂O₃分子以两个氧原子首先碰撞未燃尽碳表面时，将解离形成AsO和AsO₂小分子，并分别与表面碳成键，此时体系吸附能相较于未解离情形而言显著降低，达到-10.64 eV。飞灰未燃尽碳与AsO或AsO₂小分子的结合较紧密，局部倾向于形成特殊的五元环结构。毒性最强的三价态砷As₂O₃，相较于As、AsO和AsO₂而言，化学性质稳定，不易发生吸附。将其催化裂解为AsO、AsO₂小分子，有望成为可行的燃煤电厂烟气砷污染控制措施。     

钙基类吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究

用恒温水浴中汞渗透管的汞蒸气发生装置和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件，在小型固定床试验台上开展钙基类物质作为吸附剂脱除单质汞的试验研究。结果表明，无SO2时，两种钙基吸附剂以及飞灰和熟石灰混合物对单质汞的吸附效率不高；当SO2存在时，对单质汞的脱除效率可增加15％～20％，30min时吸附量可增加50％以上，且吸附在较高温度下更有利。其原因在于SO2同钙基吸附剂之间的化学反应，在钙基物质表面产生了活性区域，有利于提高对Hg0的捕捉效率，化学吸附起到了促进吸附的作用。     

燃煤电厂砷、硒、铅的排放与控制技术研究进展

煤炭是中国重要的能源资源，而中国煤中重金属砷、硒、铅含量较高，燃煤电厂已经成为重要的砷、硒、铅排放源之一。针对电厂燃煤带来严峻的砷、硒、铅污染问题， 本文首先介绍了燃煤释放的砷、硒、铅排放量大且危害性强，概述了世界各国关于重金属排放控制的相关政策法规，指出中国对燃煤重金属砷、硒、铅的排放控制势在必行；其次从煤中赋存形态、燃烧过程中的形态转化和质量分布三个方面阐释了燃煤过程中砷、硒、铅的迁移转化规律，重点描述了砷、硒、铅在颗粒物上的形态特征和尺度分布；最后综述了燃烧前、燃烧中和燃烧后对砷、硒、铅的排放控制技术，详述了吸附剂捕集和烟气净化装置协同脱除的研究进展，并论述了低低温除尘器和团聚技术对砷、硒、铅的强化脱除潜力。以期为燃煤电厂重金属砷、硒、铅超低排放的实现提供参考和指导。     

燃煤锅炉空气分级燃烧降低NOx排放的数值模拟

为了降低燃煤电站锅炉的NOx排放量，在阐述空气分级配风方法降低NOx生成机理的基础上，应用CFD计算软件FLUENT 6.0，对一台330?MW电站锅炉采用空气分级配风方式，对其炉内燃烧过程进行了冷态、热态的数值模拟。分析比较了NOx排放的测试数据与模拟数据。结果表明，旋流燃烧器对冲布置的锅炉炉内空气呈对称分布，炉内温度沿炉膛高度先升高，然后又略有降低。炉内燃烧区温度最高，O.2体积分数最低，NOx密度最高，随着炉膛高度的增加，温度和NOx密度逐渐降低。对现有锅炉在不进行结构改造和不增加设备投资情况下，通过对某些燃烧器功能的适当调整，运用空气分级技术达到了降低NOx的目的。     

离子色谱法测定电厂炉管垢样中的Cl-、SO42-

介绍离子色谱法测定电厂炉管垢样中腐蚀介质Cl^-和SO4^2-的方法，并对使用在线淋洗液发生器与以前配制淋洗液的方法进行了对比，提出了其在应用中的特性。垢样中Cl^-和SO4^2-的相对标准偏差分别为2.7%和2.3%，回收率分别为89.0%-97.8%和91.0%-98.9%。     

稀土氧化物上SO2和NO的催化还原 Ⅰ.催化剂的活化特性和机理

以稀土系列氧化物作为ＣＯ还原ＳＯ２和ＮＯ的催化剂,考察了催化剂的活化过程以及催化剂体相结构的变化,发现稀土系列的活化与其水合性能密切相关,而活化之后活性相为相应的稀土氧硫化物,探讨了稀土系列氧化物的活性机理。     

可再生能源下燃煤电站-碳捕集优化调度

燃煤电站集成碳捕集技术在实现碳减排的同时可以提升电站灵活性,帮助电网消纳风光;而可再生能源网络可以提供富余能量来满足碳捕集的需求,提升电站碳捕集系统的经济性能。为此,本文提出了一种可再生能源背景下超临界燃煤电站-碳捕集系统的整体优化调度方法。该方法将深度学习与启发式计算融合,综合考虑机组运行约束和电网功率平衡约束,以降低运行成本和最大消纳风光为目标,对电站-碳捕集系统整体运行优化。结果表明,碳捕集系统的引入可以消纳51%的弃风弃光量,降低35%的碳捕集成本。通过比较,自由捕集率约束模式具有最好的优化调度空间,而平均捕集率约束模式在满足电网指定碳排放要求的同时能够保证良好的经济性。     

可再生能源发电商最优减排补贴政策的激励效应研究

针对传统减排补贴激励政策的突出矛盾, 本文借助委托代理理论并从激励相容约束和参与约束条件的角度出发解析政府如何有效地设计优化减排补贴政策, 以此为基础分析了政府最优减排补贴政策的激励效应:首先, 基于最优发电量的最大减排量确定政府对增加环境经济效益和节约电煤消耗量的社会福利的平衡系数在减排水平对电能生产强弱敏感条件下的最大临界值和最小临界值; 其次, 以临界最值为基准, 基于发电商最优收益分析在强弱敏感条件下减排补贴政策存在负向激励效应的合理性和可靠性; 最后, 基于政府最优减排补贴成本分析在强弱敏感条件下减排补贴政策对发电商所产生的正向激励效应。研究结论为燃煤发电区域政府科学引导可再生能源发电商积极参与减排合作而制定有效的减排补贴激励政策提供了决策依据和管理启示。     

电站汽水流程与CO_2捕集系统的优化集成

针对燃煤机组燃烧后脱碳遇到的能耗高、成本大等问题,本文提出一种新型电站汽水流程与C02捕集系统集成方法。该方法通过蒸汽引射器利用高压蒸汽提高低压蒸汽品质,回收高压蒸汽余压;通过部分再沸器疏水打循环的方式回收蒸汽余热;通过脱碳单元低品位热量加热凝结水的方式回收脱碳单元部分余热。结果表明,相较无集成脱碳系统,新集成系统在成本仅增加约0.25%的条件下,机组净出功增加117.56 MW,能效惩罚降低5.32个百分点,最终机组发电成本下降16.72%,CO_2减排成本降低35.79%,实现了用较少投资获得较大收益的目标。     

太阳能与燃煤互补系统变工况热力性能研究

针对新疆昌吉地区典型330 MW燃煤机组提出了一种利用抛物面槽式太阳能聚光集热器进行互补发电的改造方案。依据昌吉地区的气象条件及燃煤电站全年实际运行性能参数,通过对互补系统在不同太阳辐照强度及不同汽轮机负荷下变工况性能的模拟分析,获得了互补系统在典型日及典型年的热力性能,揭示了关键运行及性能参数的变化规律。结果表明,互补系统年均净发电效率为15.0%,优于现有单一太阳能热发电技术。本文对传统燃煤电站的互补方案的设计和实施具有一定的参考价值。