湿式相变凝聚技术协同湿式电除尘器脱除微细颗粒物研究

针对传统除尘设备对0.1~2μm微细颗粒物的超低脱除能力,本文首次提出了将湿式相变凝聚除尘与湿式静电除尘两者结合,以强化微细颗粒之间的团聚与长大而实现高效脱除的新型除尘方法。基于饱和烟气中可凝结气体的强制相变冷凝作用原理,同时考虑惯性、拦截、布朗扩散和热泳力作用等综合脱除机制,自行开发与设计了湿式相变凝聚器。该装置协同湿式电除尘器在江苏省某600 MW机组进行了工程化示范研究,并采用低压撞击器得到了凝聚器开关状态下系统进、出口的颗粒物粒度分布。结果表明:饱和烟气的相变冷凝与柔性管排的合理布置可明显提高微细颗粒物的凝聚效果;加装湿式相变凝聚器可以显著增加微细颗粒物的脱除效率,同时能够保证系统出口颗粒物排放浓度小于2 mg·m~(-3)。该技术的提出为燃煤烟气的近零排放指出了新的发展方向。     

CaO高温脱除氰化氢试验研究

本文在石英反应器内试验了高温脱除HCN反应机理,研究了CaO对氰化氢的脱除作用,探讨了温度、体积空速和氰化氢浓度对脱除氰化氢的影响.试验结果表明:当T<45℃,CaO促使HCN中的N元素转化到CaCN_2,当T>800℃,CaO促使HCN中的N元素全部转化为N_2;CaO在800℃时,只要体积空速小于12000 h~(-1),CaO对HCN均有接近100%的脱除效果;在体积空速10000 h~(-1)、温度800℃工况下,CaO对初始浓度范围127×10~(-6)-512×10~(-6)的HCN均有接近100%的脱除效果.     

Fe_2与SO_2反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论-Density Functional Theory(DFT)中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的计算水平上研究了Fe_2+SO_2→2FeO+S反应的相关微观机理.全参数优化了七重态以及九重态反应势能面上各驻点的几何结构,用频率分析法以及内禀反应坐标-Intrinsic Reaction Coordinate(IRC)方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的微观反应路径和反应势能面-Potential Energy Surface(PES),并用两态反应分析其反应机理.通过对反应过程的分析发现,反应在七重态以及九重态势能面上的反应路径是相似的,势能面上的两个交叉点能增加反应放热,有效地降低反应的活化能,为整个反应体系提供了一条能量较低的反应路径.     

Li_2SO_4—Li_2B_2O_4,Li_2SO_4—(NH_4)_2SO_4赝二元系相图及离子导电性研究

本文用差热分析和X射线衍射方法对Li_2SO_4-Li_2B_2O_4和Li_2SO_4-[NH_4]_2SO_4两个赝二元系相图进行了研究。Li_2SO_4-Li_2B_2O_4是共晶体系,共晶温度为720℃,共晶点在含75mol％Li_2SO_4处。在Li_2SO_4-[NH_4]_2SO_4体系中只有一个包晶化合物LiNH_4SO_4,它在186℃附近有一个固态相变。 研究了Li_2BO_4晶态和非晶态及Li_2SO_4-(NH_4)_2SO_4体系中三种不同成分样品的离子导电性,发现在400℃以下非晶态Li_2B_2O_4的电导率比晶态至少高两个数量级,而且电导激活能大大降低。Li_2NH_4SO_4高温相电导激活能为0.12eV,而室温相为0.70eV.含Li_2SO_440mol％的样品(即LiNH_4SO_4和[NH_4]_2SO_4二相混合物)在高温相的电导率比纯LiNH_4SO_4高约两个数量级,这表明在一种离子晶体中加入适量的另一种离子晶体,可以使前者的电导率大幅度提高。     

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。     

碳酸钙粒径对SO_2非均相反应的影响研究

利用DRIFTS研究了SO_2在CaCO_3颗粒物表面O_3氧化的非均相反应,对常温(298K)且干燥条件下(相对湿度1%)CaCO_3粒径对SO_2非均相反应的影响做了初步探究。研究结果表明,在相同反应时间里,生成的硫酸盐的红外积分面积随粒径增加而降低,说明碳酸钙粒径越小,越有利于生成硫酸盐。     

铁原子与SO_2反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的计算水平上研究了铁原子与SO_2在三重态以及五重态反应势能面上的反应机理.全参数优化了三重态以及五重态反应势能面上各驻点的几何构型,并用频率分析法以及内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的反应势能面曲线和微观反应路径.结果表明,铁原子与SO2在三重态与五重态反应势能面上的几何构型相似,三重态的能量均比五重态高,说明铁原子与SO_2的反应主要在五重态反应势能面上进行.整个体系为放热反应,反应的活化能为30.6 k Cal/mol.     

e-H_2、e-D_2和Ne密封三相点瓶试验研究

本文介绍e-H_2、e-D_2和Ne密封三相点瓶的制作。使用方法和试验结果:e-H_2三相点Ttp(按IPTS-68)=13.81K。准确度±0.3mK,最好复现性±0.1mK;e-D_2Ttp(NPL-IPTS-68)=18.672_9K,准确度±0.5mK,最好复现性±0.3mK;NeTtp(NPL-IPTS-68)=24.561,K,准确度±0.2mK,最好复现性±0.1mK。e-D_2和Ne两点是IPTS-68次级固定点,给出的温度值受IPTS-68非唯一性限制1—2mK。     

中温脱硫过程同时脱除痕量硒元素的试验研究

硒是燃煤过程排放的有毒痕量元素之一,硒在烟气中的存在形式为SeO2。在700℃左右中温范围,氧化钙(CaO)能够通过化学吸附作用脱除SeO2。本研究目的是探索在中温范围CaO脱除SO2过程中同时脱除痕量SeO2的规律。研究方法是利用热重分析仪(TGA)进行吸附反应试验,通过CaO样品重量变化确定反应速率。CaO吸附SeO2的效果在300-700℃没有明显的差别,超过740℃吸附效果明显降低,确定出CaO同时脱硫脱硒的最佳温度范围为700-740℃。脱硫形成的产物层作为单独的因素不会影响CaO吸附SeO2的效果,并且脱硫产物层的存在能抑制被吸附的硒发生解析。     

中高能量电子被NO_2和SO_2分子散射总截面的研究

用模型势方法对正电子与氪、氙原子散射角分布进行了系统计算，通过对算得的微分截面（散射角从２０°－１６０°）的数据分析，结合作者以前对正电子与氦、氖、氩原子散射角分布的研究结论，总结出了低能正电子与稀有气体原子散射角分布规律     

静电放电引起2SC3356潜在失效的研究

 研究了低电压的人体模型(HBM)静电放电（ESD）对微电子器件造成的潜在失效。分别从CB结和EB结对2SC3356晶体管施加低电压HBM的ESD应力,结果表明：从CB结施加低电压的ESD电应力,所产生的潜在失效的几率要高于从EB结施加低电压的ESD电应力产生的潜在失效几率,即CB结比EB结对低电压的ESD应力引入的潜在失效更为敏感。高温（≥125 ℃）寿命实验有退火效应,从而缓解了低电压的ESD应力使器件产生的潜在损伤,使静电放电过程中引入的潜在损伤自恢复。     

HL-2A装置边缘静电湍流谱特征研究

利用具有极向和径向结构的三探针在HL-2A装置等离子体边缘最后闭合磁分界面以内5cm左右，对静电湍流的谱特征进行了实验研究。空间二级关联分析指出，静电湍流主要是由具有低频和长波长的波胞组成，波胞以内都是相关结构；波在极向的传播主要是沿电子逆磁漂移方向，偶尔也会由于多谱勒频移造成在离子逆磁漂移方向的频率分量。静电波在径向向外传播，其速度的大小与极向相速度相当，这个特征意味着径向模对横越磁场的输运有重要的影响。     

H_2O和SO_2对汞在MnO_2表面吸附影响的机理研究

MnO_2是一种备受关注的低温SCR脱硝催化剂的活性组分材料,其不仅对NO_x具有强催化还原作用,而且能够把烟气中的单质汞(Hg~0)催化氧化为易脱除的氧化态汞。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了H_2O和SO_2在MnO_2表面的吸附机理,并分析其对Hg~0吸附的影响机制.结果表明,H_2O主要吸附在MnO_2(110)表面的Mn_5 top位,而Hg~0主要吸附在O_(br)bridge上,因此H_2O与Hg~0在MnO_2表面不会发生竞争吸附;SO_2能稳定的吸附在MnO_2(110)表面O_(br)bridge或者hollow位上,且SO_2的吸附能小于Hg~0的吸附能,故SO_2会与Hg~0竞争吸附,从而对Hg~0在MnO_2上的吸附产生不利影响。     

静电放电引起2SC3356潜在失效的研究

研究了低电压的人体模型(HBM)静电放电（ESD）对微电子器件造成的潜在失效。分别从CB结和EB结对2SC3356晶体管施加低电压HBM的ESD应力,结果表明：从CB结施加低电压的ESD电应力,所产生的潜在失效的几率要高于从EB结施加低电压的ESD电应力产生的潜在失效几率,即CB结比EB结对低电压的ESD应力引入的潜在失效更为敏感。高温（≥125 ℃）寿命实验有退火效应,从而缓解了低电压的ESD应力使器件产生的潜在损伤,使静电放电过程中引入的潜在损伤自恢复。     

改性石墨烯SO_2气敏性质的第一性原理研究

为了寻求高灵敏度的石墨烯基的SO_2气体传感器,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究纯净石墨烯(PG)、单空位缺陷(SVG)、SW缺陷(SWG)、Mn掺杂修饰的石墨烯(Mn-PG)及掺杂和缺陷共修饰的石墨烯(Mn-SVG和Mn-SWG)对SO_2分子的吸附特性.研究表明:PG和SWG对SO_2分子的吸附作用较弱,对SO_2分子不具有敏感性;SO_2分子在SVG表面的吸附能够有效调控其电子结构的变化,使其由金属性转变为半金属性,但其吸附能较低(0.636 eV);结合了Mn掺杂和SV缺陷的Mn-SVG基底尽管增大了与SO_2分子相互作用,但未能引起该体系电子结构和磁性的明显改变;相比之下,SO_2分子在Mn-PG和Mn-SWG基底上具有较强的吸附稳定性;同时,该分子吸附可诱发Mn-PG和Mn-SWG体系磁矩的急剧降低和电导率的显著变化,故可作为探测和清除环境中SO_2分子理想材料.该研究为设计新型石墨烯气体传感器提供理论参考.     

基于成像差分吸收光谱技术测量电厂SO_2排放方法研究

介绍了一种测量烟羽污染气体二维分布的方法——成像差分吸收光谱(IDOAS)技术。该技术基于成像光谱仪,结合旋转平台实现对目标区域的二维扫描测量,获取目标区域的高光谱数据;采用差分吸收光谱(DOAS)算法对光谱进行处理,获取扫描区域内污染气体的二维分布图,进而对污染气体的分布及扩散趋势进行分析。对地基IDOAS系统及其测量原理进行了介绍,并开展外场实验,成功获取了电厂烟羽中的SO2二维分布图,实现电厂污染排放的可视化;对SO2排放率及平均浓度估算方法进行了分析,结合风速,利用获得的二维数据计算得到电厂SO2排放率及平均浓度分别为210 kg/h、6.7 mg/m3。     

航空发动机尾气静电带电机理分析与试验研究

航空发动机工作时燃烧室内发生复杂的物理化学变化,生成大量带电粒子,导致发动机尾气静电带电;理论分析了发动机喷流尾气中带电粒子产生演化过程和带电影响因素,讨论对比了多种测试原理与传感器方案,确立了非接触式静电感应测试方案,研制了共轴喇叭状静电传感器和静电监测系统,开发了自动测试软件并对某型航空发动机进行了机载尾气静电带电试验研究,验证了测试平台的有效性,成功获得了大量喷流尾气静电信号;研究结果表明:航空发动机正常工作时喷流尾气中带电粒子总体显正极性,平均体电荷密度约为0.077 nC/m³,发动机等效充电电流为2.26 nA。     

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。     

CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂选择性催化脱除NO机理研究

利用溶胶凝胶法制备CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性.CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂在200～450℃范围内脱硝效率保持在70%以上.利用程序升温方法研究了催化剂对NH3的氧化性能,活性组分负载量增多,加强了催化剂对NH3氧化性能.红外表征显示NH3被吸附在催化剂的L酸位和B酸位.NO以多种硝酸盐物种在催化剂表面吸附.吸附态NH3参与SCR反应,但吸附态NO物种仅部分参加SCR反应.