电厂烟气脱硝催化剂V2O5-WO3/TiO2失活机理研究

分别以某电厂失活和新鲜的烟气选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,模拟测试催化剂的脱硝效率,并采用扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDX)、X荧光光谱(XRF)、X光电子能谱(XPS)、氮气吸脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等手段对催化剂的微观结构和表面形态进行表征,探讨了SCR催化剂的失活机制。结果表明,380℃下失活催化剂的脱硝效率(35.0%)和比表面积(1.05 m²/g)明显低于新鲜催化剂(88.2%,72.50 m²/g)。与新鲜催化剂相比,失活催化剂中V⁵⁺的比例由17.4%升高到32.2%,并且表面出现了大量的Al₂(SO₄)₃。另外,SEM和XRD结果表明,失活催化剂出现了烧结。催化剂表面V价态的改变、高温烧结和表面Al₂(SO₄)₃相的大量生成是催化剂失活的主要原因。     

汽轮机高、中压转子的缺陷分析和安全性评价

应水电部委托,我们对姚孟电厂第一台30万瓩高温高压中间再热大型火力发电机组(一号机)的汽轮机高、中压转子能否安全使用的问题进行了一些工作,这项工作是在水电部科技司、西安热工研究所和姚孟电厂共同努力下完成的。      

水对采空区遗煤吸附电厂烟气影响的理论计算

为研究电厂烟气注入采空区时,煤中含水率和烟气中水分对于封存温室气体CO_2和抑制煤自燃的影响,建立干煤和湿煤结构模型,采用巨正则系综蒙特卡洛方法,计算了不同水分含量的烟气组分CO_2/O_2/N2/H_2O在干煤以及不同含水率的湿煤中的吸附行为。结果表明,烟气中CO_2竞争性最强吸附量最大,O_2的物理吸附量极小,烟气中H_2O含量不影响CO_2、N2和O_2的吸附量,可不进行干燥处理直接将电厂烟气注入采空区。随着煤中含水率增加,水分占据孔隙空间,范德华作用减弱,H_2O-H_2O之间的氢键作用增强且提供了额外吸附位。H_2O的等量吸附热升高,吸附位移向吸附作用更强的低相互作用能区域,吸附大量水形成水团簇,与CO_2竞争吸附位,并且占据吸附空间抑制CO_2、O_2、N2的吸附,使其吸附量降低50%以上,因此,注入烟气时应充分考虑采空区煤体的含水率问题。     

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。     

燃煤电厂煤及其燃烧副产物中砷形态分析

燃煤电厂煤中砷（As）的形态在燃烧过程中不可避免地会发生转化。煤及其副产物中砷的形态与人体健康和环境安全密切相关，亟待鉴别。然而目前针对煤燃烧相关产物中砷形态的前处理手段和分析方法尚缺乏。本研究采用高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法（HPLC-HG-AFS）成功测定了电厂煤、粉煤灰和石膏中砷的形态，优化了仪器参数、提取试剂和前处理方法（超声和微波辅助）。优化后，无机砷的分离时间缩短至7 min，As（Ⅲ）和As（V）的检出限分别为1.8 ng/g和4.6 ng/g。砷形态的高效提取剂为1.0 mol/L 磷酸和0.1 mol/L 抗坏血酸的混合溶液。微波辅助（2000 W、80 ℃、40 min）和超声辅助（40 kHz、20 ℃、40 min）分别是煤/粉煤灰和石膏样品中砷形态的最佳提取方法。在微波和超声波辅助提取条件下，As（Ⅲ）/As（V）的回收率分别为95.8%/104.5%和90.6%/89.7%。样品分析结果表明，煤中砷主要以As（V）形式存在，As（Ⅲ）所占比例很小，而在粉煤灰和石膏中只观察到As（V）。该研究揭示了As（Ⅲ）向As（V）的转化是气态砷捕获的关键，可以为控制电厂砷排放提供科学依据。     

燃煤电厂异相凝并飞灰重金属淋滤特性

采集了燃煤电厂的异相凝并后飞灰，分析了其物理化学特性。并通过淋滤实验研究了飞灰中重金属As、Se、Pb的环境稳定性。结果表明，凝并飞灰的粒径峰值为138.04 μm，而粉煤灰为60.26 μm；凝并后细颗粒凝聚成了较大的颗粒；凝并飞灰中重金属As、Se、Pb含量均高于同工况下粉煤灰中的含量，且后序脱硫环节所产生石膏中重金属的含量有所下降；批淋滤实验研究结果表明，凝并飞灰中的重金属浸出能力受淋滤液的pH值影响较大，温和环境和碱性条件抑制了As的浸出，酸性和碱性条件抑制了Se的浸出，而碱性条件抑制了Pb的浸出。柱淋滤实验研究结果表明，在酸性溶液和水溶液中，凝并飞灰的重金属浸出能力均受到了抑制。