燃煤烟气中的CO2和NO对中温烟气脱硫的作用

本文利用实验室规模的循环流化床烟气脱硫实验装置研究了200-400℃范围内的中温干法烟气脱硫过程,并通过对脱硫产物的各种分析,揭示了烟气中CO2及NO对脱硫过程的影响规律及机理。 CO2对脱硫过程有抑制作用,尤其在反应温度大于300℃后,其作用已经不可忽视;NO对脱硫过程有促进作用,但是效果随温度的升高而减小,至350℃以上基本消失,这种促进作用主要是通过生成中间产物Ca(NO3)2而减少CaCO3、CaSO3的生成量来实现的,同时NO的参与也会改善反应的气相扩散条件。     

用TR-FTIR研究CH＋NO2的反应

CH自由基是烃类燃烧过程中反应活性很高的重要的中间产物[1,2].CH自由基与氮氧化物的反应被认为是通过二次燃烧过程减少氮氧化物的主要反应之一,也是对火焰中氮化物的化学行为建立模型的关键步骤[3].但是,对于CH与NO2反应的研究还不是很深入,到目前为止,只有两篇论文报道了该反应在298K时的总包反应速率常数[4,5].Taeg和Hershberger用红外二极管激光吸收法研究了该反应[6].他们在实验中只观测到了产物CO和NO,但一些较低能量的产物,如NH+CO2、OH+NCO等却没有被观察到.为了更深一步了解CH与NO2的反应产物及反应通道,我们用时间分…     

SiH3与NO2反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6311G和高级电子相关耦合簇CCSD(T)/6311G方法计算研究了SiH3与NO2的反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法,对过渡态进行了验证.研究结果表明,SiH3与NO2是一多通道多步骤的反应,经过缔合,氢转移和离解等复杂过程,最终得到5种产物.     

HCl与NO对汞氧化反应影响的实验研究

本文介绍了汞污染实验研究系统的搭建及调试工作,并且利用小型固定床实验台,进行了HCl和NO氧化元素汞的均相实验,研究了HCl与NO浓度,以及温度等因素对汞的氧化过程的影响。结果表明,随HCl的浓度增高,其对汞的氧化性增强,且HCl和汞之间的气相反应过程与温度有密切关系;不存在HCl时,NO对汞没有明显的氧化作用;NO和HCl同时通入时,汞的氧化率均高于HCl单独作用时的效果,而在不同温度和气氛下,NO的促进作用存在差异。在实验基础上,本文提出了汞均相反应可能的反应路径。     

挥发份的均相反应等对N_2O、NO生成影响的模拟与实验研究

用模拟和实验相结合的方法研究了挥发分的均相反应、温度等因素对N2O、NO生成与分解的影响。研究发现，挥发分主要通过分解反应影响N2O的排放量，而主要通过生成反应影响NO的排放量。与高挥发分煤混合燃烧时，不仅N2O生成量降低，氮生成N20的总体转化率也下降。N2O的经时特性要经历一个从生成到分解的过程。     

基于发射光谱诊断的低温等离子体技术转化N2/NO气氛中NO的研究

建立了低温等离子体技术处理N₂/NO气氛中NO的实验系统,利用介质阻挡放电发射光谱诊断法分析了NTP技术处理NO的反应机理,以及研究了NTP系统的运行参数和N₂体积流量对NO转化率的影响规律。研究结果表明,随着V（_P-P）的增加,N₂发射光谱强度相对于NO发射光谱强度的比值增加,N₂第二正带系发射光谱强度增加,表明放电区间的高能电子浓度增大,有利于N₂离解成N原子,从而促使NO还原转化;增加N₂体积流量会使NO转化率降低,NO₂浓度升高。     

NO,NO2超精细LMR谱的观测

采用内腔CO激光磁共振光谱方法和微机数据采样系统,观测到了NO,NO₂分子的超精细激光磁共振(LMR)谱,简述了测量原理,给出了实验结果。     

Fe_2和NO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Fe_2铁簇与NO反应的相关微观机理.全参数优化了八重态以及十重态反应势能面上各驻点的几何结构,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,得到了该反应的微观反应路径和反应势能面(PESs).用"两态反应"分析反应机理,势能面上的两个交叉点能有效地降低反应的活化能,这在动力学上和热力学上都是有利的.N原子脱离化合物为整个反应的速控步骤.     

Fe2和NO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Fe2铁簇与NO反应的相关微观机理。全参数优化了八重态以及十重态反应势能面上各驻点的几何结构,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,得到了该反应的微观反应路径和反应势能面（PESs）。用“两态反应”分析反应机理,势能面上的两个交叉点能有效地降低反应的活化能,这在动力学上和热力学上都是有利的。N原子脱离化合物为整个反应的速控步骤。     

CH3与NO2的反应

用时间分辨傅立叶红外光谱法和量子化学计算，研究了CH3自由基与NO2的基元反应．由248 nm激光光解CH3Br或CH3I得到CH3自由基．首次观测到了振动激发的产物OH、HNO和CO2．另一产物NO也被证实．由此确定了反应通道CH3O+NO，CH2NO+OH 和HNO+H2CO．其中CH3O+NO是主要的反应通道．还用CCSD(T)/6-311++G(df,p)//MP2/6-311G(d,p)的方法对上述通道的机理在理论上做了研究．理论计算的结果与实验观察相符．     

CaO高温分离CO2过程的数值模拟

钙基吸收剂煅烧-碳酸化循环法(CCRs)是一种新兴的分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2的方法.CaO与CO2碳酸化反应对于CCRs法的应用起着非常重要的作用.本文采用随机孔隙模型(RPM)对CaO与CO2碳酸化反应过程进行了研究,结果表明,适当提高CaO与CO2碳酸化反应的温度和系统压力,增加CaO吸收剂的初始孔隙率、优化CaO的初始比表面积等措施能够有效提高CaO碳酸化转化率和对CO2的吸收容量.     

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。     

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。     

聚乙烯与水反应的高温高压实验及热力学探讨

 在金刚石压腔设备中进行聚乙烯的高温高压裂解实验研究。实验分含水和不含水两种情况。在显微镜下观察反应过程中的变化并显微照相记录有关现象,在高压下就位测定反应过程中荧光的变化。用气相色谱方法测定气相产物组成。含水实验中CH₄占烃类气体产物的92%并有CO₂生成,固体残余物非常少,表明水直接参与了化学反应,为烃类气体的形成提供氢源,为CO₂的形成提供氧源。不含水实验中烃类气体的产率相对较低并有较多的固相残余物存在。用热力学理论探讨了实验中有关反应的机制。根据聚乙烯与干酪根结构的可比性,推测在水参与条件下有利于提高有机质裂解成烃的产率。     

气体NO/N2系统等离子体反应NO还原机理研究

首先建立了气体放电等离子体发射光谱测量系统,获得了NO/N2和纯N2气体放电的发射光谱,然后用自洽场分子轨道从头计算法得到了N2基态和激发态分子轨道模型.发现NO/N2气体放电等离子体脱除NO主要是通过包括反应速度非常快的N+NO→N2+O以及e+N2(A3∑u+)→2N+e和e+N2→N2(A3∑u+)+e在内的一系列基元反应进行的,活性N原子是NO还原的基础.     

温度对二氧化硫紫外差分吸收特性影响的实验研究

为应用差分吸收光谱法(DOAS)技术于火电厂等固定污染源的排放监测,需要研究温度等因素对SO2污染气体紫外差分吸收特性的影响。对SO2在其紫外280-320 nm差分特征波段,温度从30-400℃差分吸收特性进行的实验研究表明,温度升高使得差分光谱峰值减小峰谷值上升, 210℃与390℃相对于30℃的差分吸收计算浓度相对误差为 -40％和-70％左右,但整个差分结构吸收频率没有发生变化。     

中温烟气脱硫过程中CO2对脱硫剂钙利用率的影响

本文在300～600℃的中温区段,实验研究了CO2在烟气脱硫过程中与钙基脱硫剂发生碳酸盐还原反应,削弱脱硫效果的规律,发现石灰钙利用率随温度升高呈跳跃式变化,并因碳酸盐反应程度的迅速增加而在500℃附近出现低谷.由此明确了减小碳酸盐反应效应,提高脱硫剂钙利用率的途径,为进一步发展中温烟气脱硫工艺提供了重要依据.     

钾基CO2吸收剂再生反应特性

通过热重分析试验研究了钾基 CO2 吸收剂的再生反应特性.深入分析了气氛、分解终温和升温速率对再生转化率和分解反应速率的影响.通过热分析方法求取了反应动力学参数.研究发现,其分解终温最佳值为 200℃;CO2 和H2O 在分解终温较低时对反应过程的影响较大;升温速率对反应的影响程度在其高于 10℃/min 后明显减弱;KHCO3分解反应的表观活化能为 90～120 kJ/mol.本文为干法 K2CO3/KHCO3 循环脱除 CO2 的研究提供了一定的基础数据.