生物质废弃物的烟气强化水洗脱碱研究

本文基于CO2溶于水形成碳酸的原理,提出生物质电厂烟气强化水洗法,对生物质中水不溶AAEM(如有机AAEM、CaCO3及CaSO4等)进行有效脱除,从而抑制其燃烧过程的结渣沾污.实验结果表明,烟气强化水洗对生物质中Na、P、S、Cl、K、Ca等无机元素均有很好的脱除效果,且明显优于传统水洗,K和Ca的脱除率分别达到87％和40％.烟气强化水洗明显抑制了生物质燃烧过程中灰的熔融结渣现象,灰的软化温度从原料灰的982℃提高到了1034℃.所以,烟气强化水洗是一种有效的抑制生物质燃烧过程中结渣沾污的方法.而且,此方法也提出了一条生物质电厂烟气资源化利用的新途径.     

微型流化床-快速过程红外热分析仪对CaCO_3热分解的动力学研究

本文使用程序升温热重分析仪和自主开发的微型流化床(MFB)一快速过程红外(IR)热分析仪进行CaCO_3热分解动力学的实验研究。通过MFB-IR系统实验获得的碳酸钙分解活化能为107.7 kJ/mol,处于文献报道的范围之内;反应动力学模型符合形核与成长(n=2/3)模型。当转化率小于30%时,通过MFB-IR系统获得的CaCO_3分解活化能与热重较一致,但在转化率大于30%情况下,MFB-IR中获得的分解活化能随转化率的变化比热重分析所得活化能变化明显。同时,其活化能数值小于通过热重分析仪实验获得的数值。     

液溴改性非碳基吸附剂对单质汞吸附的实验研究

为了获得性能高效的非碳基吸附剂脱除燃煤烟气中排放的Hg,采用液溴浸渍的方法,对吸附剂进行了改性。通过固定床和沉降炉吸附实验,发现高岭土、沸石和石灰石改性后对单质汞的吸附能力有较大提高。改性后的吸附能力提高的原因在于化学吸附的增强。     

均相系统中汞的氧化实验与热力学平衡计算

本文采用水平管式电加热炉,使一定浓度的单质汞蒸气和各种反应气体的混合气在石英管反应器内发生氧化反应,研究了二价汞的生成比例.实验结果表明HCl对汞的氧化能力在473～873 K区间很低,而Cl2对汞有很强的氧化能力.通过热力学计算对生成的二价汞的具体种类进行推断,还考查了气氛中H2O的存在对汞氧化的影响,计算结果和实验结果基本相符.结果表明,Cl2是汞氧化的重要因素,生成HgCl2(g).HCl对汞的氧化几乎不起作用.Cl2和H2O可能发生反应生成对汞氧化能力低的HCl,从而使汞氧化温度区域向低温转移.     

热解条件对煤焦-CO2和煤焦-H2O气化的影响

采用沉降炉快速热解和管式炉慢速热解的方法制得两种煤焦,通过环境扫描电镜（ESEM）和X射线衍射仪（XRD）分别观察煤焦的形貌结构和测量煤焦的晶体化程度。使用热重在不同的CO₂和H₂O浓度的气氛条件下研究在CO₂浓度和H₂O浓度变化时热解条件对煤焦-CO₂和煤焦-H₂O气化的影响。结果显示对于实验用褐煤,快速热解和慢速热解条件生成的煤焦均以密实型结构焦为主。快速热解和慢速热解条件生成的煤焦的煤焦-CO₂和煤焦-H₂O气化过程均可以通过收缩核模型很好地拟合。煤焦-H₂O反应和煤焦-CO₂反应的反应位并不相同。     

多孔板除雾器除雾性能模拟研究

针对传统Zig-zag(波纹板)除雾器对细颗粒物捕集效率低、带钩板Zig-zag除雾器压降较大,均限制了Zig-zag除雾器性能的问题,提出一种改良内部结构的新型除雾器,运用计算流体力学(CFD)技术对采用多孔板设计的新型Zig-zag除雾器进行了数值模拟与研究.计算采用欧拉-拉格朗日两相流模型对连续相及离散相进行模拟,采用可实现的k-ε湍流模型模拟烟气湍流作用,采用随机轨道漫步模型对颗粒湍流效应进行描述.研究结果表明:多孔板除雾器相比于传统Zig-zag除雾器,除雾效率由81.1%提升至93.5%;相比于带钩板除雾器,在维持除雾效率的同时压降可降低35.6%.     

磁稳定床催化重整生物质焦油模型化合物甲苯

使用一种由磁场辅助控制流化的新型流化床反应体系——磁稳定床来进行生物质焦油模型化合物甲苯的水蒸气催化重整.为达到磁稳定床的效果,采用共沉淀-浸渍两步法,合成出具有磁性的Co-Fe/Al_2O_3催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、N_2吸脱附(BET)对催化剂进行表征.对催化剂进行冷态试验,确定其磁稳定床操作区间;之后在同一工况下使用同种催化剂,分别于固定床、流化床、磁稳定床内进行催化活性及稳定性测试;最后使用SEM、热重(TG)对催化剂进行表征,探讨其表面积碳.结果显示:在650℃、载气流量为320m L/min、水蒸气与碳的摩尔比为1.4的工况下,磁稳定床催化效率高达96.4%,高于固定床的82.6%以及流化床的86.6%;同时,磁稳定床与流化床积碳轻微,而固定床催化剂表面积碳较为严重,且有明显烧结现象.     

生物质水洗脱灰及其废液的资源化利用研究

新疆农业废弃物资源丰富,为当地可再生能源发展奠定了原料基础,但过高的钾含量导致其燃烧过程发生严重的结渣沾污问题.水洗可从源头上解决问题,但所产生的废水难以处置或资源化利用,且新疆农田灌溉大都采用滴灌系统.因此,本研究自主设计了生物质的半连续水洗装置,并将此装置与滴灌系统结合,提出了可实现农作物生长所需营养元素从土壤—秸秆—土壤自循环的新型农田滴灌系统,实现了生物质水洗废水的资源化利用.结果 表明:此半连续水洗装置实现了棉杆中钾的高效脱除,热值提高了13.7％.棉杆中95.7％、93.6％、66.7％和49.4％的K、Na、P和Mg及大量的腐殖酸溶解到滤液中.通过此新型滴灌系统,可为新疆农业生产节省施肥费用44.5元/亩.此外,废液中大量的腐殖酸对改善新疆大面积的碱性土壤有很好的作用.可见,本研究对新疆生物质废弃物的能源化利用、新疆滴灌系统的优化改进和降低农业生产成本均有一定意义.     

低阶煤与生物质在热溶剂提质萃取过程中的相互作用（英文）

作者前期工作中提出了一种针对生物质废弃物或低阶煤的热溶提质萃取方法,该方法可以在350℃下实现生物质或低阶煤的提质及多级分离,获得高附加值的萃取物。与生物质的热溶提质萃取比较,低阶煤的萃取物收率较低。本研究提出对生物质和低阶煤混合物进行热溶提质萃取,通过两者的物理化学相互作用,来提高其萃取收率。研究结果表明,对两者混合物热溶剂提质分离得到萃取物的产率及元素组成与理论计算结果略有不同,理论计算结果是假设生物质与煤之间无交互作用而得到的。煤中的矿物质对生物质热分解起催化作用,导致收率有所增加。煤、生物质及其混合物通过热溶剂提质分离得到的萃取物的元素组成、分子量分布、化学结构、热分解和热塑性非常相似。总体而言,低阶煤与生物质在热溶剂提质萃取过程的交互作用较小。但是,本研究证明了热溶提质萃取方法不仅适用于煤或生物质,也适用于它们的混合物。这意味着热溶剂提质萃取法可以在不改变任何工艺条件参数的情况下,以煤、生物质及其混合物作为原料。     

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。