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  • 【论文】 有机钙协同减排生物质燃烧SO_2和NO实验研究

    作者:张丽徽 关键词:生物质 ; 有机钙 ; 协同脱硫脱硝 ; 流化床 ; 再燃 机构:东南大学 ; 东南大学 年份:2018
    摘要:我国生物质资源十分丰富,直接燃烧是生物质规模化高效清洁利用的主要技术之一。随着环保法规的日益严格,生物质中的农林废弃物如花生壳等和城乡有机废物如市政污泥在直接燃烧过程中产生的SO_2和NOx排放问题受到越来越多的重视。将烟气净化过程从单一污染物控制发展到多种污染物协同脱除,这是一项重大的挑战,也是研究的热点。本文以开发协同减排生物质直接燃烧产生的SO_2和NO技术为目的,采用热重分析仪、固定床、沉降炉反应装置和流化床燃烧系统,对有机钙在不同燃烧区域加入后的生物质热化学转化规律以及对SO_2和NO的协同控制机理,从5个层面依次开展系统研究,包括:有机钙作用下生物质燃烧特性及反应动力学研究,孔隙特性及分形机理研究,硫释放及生物质焦的硫迁移规律研究,生物质再燃脱硝特性及生物质焦的氮迁移机理研究,有机钙协同脱硫脱硝特性实验研究。进行了有机钙与高挥发分含量生物质混合热处理过程的热重实验,定义了特征温度和参数,分析了热处理气氛、有机钙添加量等对燃烧特性的影响规律。采用预置模型法的Coats-Redfern法计算混合热处理过程动力学参数。研究结果表明,有机钙的加入促进了大多数农林生物质的燃烧,对干化污泥燃烧有一定负效应。获得准确描述有机钙与生物质混合燃烧动力学特性的随机核化模型G(α)=[-ln(1-α)]~2。研究了有机钙与生物质混合热化学转化过程的孔隙特性和分形机理,阐明了孔隙结构演变及交互作用规律。研究结果表明,有机钙的加入,增加了生物质热处理过程中表面的粗糙度,使其趋向于呈现立体的网状结构,增大了热处理产物的孔结构容积粗糙度,有利于生物质焦的燃烧和脱硫效率的提高。基于分形理论计算的分形维数,准确描述了主要操作参数对孔隙特性的影响规律。生物质焦的硫析出率随热解温度增大而显著增大,加入有机钙显著减少了生物质及其半焦的硫析出率,提升了固硫效果。生物质焦的含硫官能团包括硫醇S1、硫化物S2、噻吩S3、亚砜S4、砜S5和硫酸盐S6。混合热处理过程中,在较低钙硫摩尔比时,S5含量最大,此时生物质焦主要通过环合反应实现自固硫作用。随着钙硫摩尔比的增大S6含量显著上升,主要依靠生成更稳定的硫化钙和硫酸钙实现固硫作用。沉降炉实验发现,高挥发分含量的生物质脱硝率相对较高,干化污泥的脱硝率仍可达到44.1%。使用干化污泥再燃脱硝实现“以废治废”具有可行性。添加有机钙后显著增加了生物质的脱硝率。有机钙释放有机气体后形成的多孔CaO催化生物质中具有活性侧链的蛋白质氮P-N的热解反应,产生大量的H自由基改变了主要含氮官能团的迁移途径。提出了一种使用有机钙混合生物质废弃物用于再燃协同脱硫脱硝的新方法,在实验室规模流化床实验系统上展开研究,较全面地揭示了有机钙对生物质分级燃烧特性的影响规律及关键污染物的协同控制机理。实验结果表明,使用燃料分级燃烧显著降低了花生壳和市政污泥直接燃烧产生的NO,在此基础上使用有机钙在再燃区的加入方式有效同步降低了燃烧产生的SO_2和NO,燃烧污染物排放量均低于国家排放标准。此协同减排工艺系统设计基本合理,整个系统能够协调稳定运行。
  • 【专利】 一种浮法玻璃过渡辊台SO2保护气系统

    作者:施根喜 ; 谷绍宁 ; 胡建中 ; 成栋 年份:2017
    摘要:本实用新型涉及一种浮法玻璃过渡辊台SO2保护气系统,包括SO2供气系统和N2辅助气系统,SO2供气系统将SO2罐内的SO2通过主管路转子流量计进入主管路与N2辅助气系统中的通过N2转子流量计的N2混合,混合后通过不同截止阀后进入生产需要的转子流量计,然后通过管路进入不锈钢吹扫管,最后进入过渡辊台使用。本实用新型有效减少SO2气对不锈钢吹扫管的腐蚀,通过控制管路与玻璃板面的距离,提高玻璃表面强度,减轻玻璃下层面的划伤;通过增加N2辅助气系统,增加了相同SO2流量下喷出口气体覆盖面积,增加两路旁通,方便设备维修及紧急事故处理;将生产用气和镀膜用气分开控制,在提高了控制的准确性下节约了S02的使用。
  • 【期刊】 联合脱除SO_2和NO_x的烟气治理技术研究

    刊名:石化技术 作者:初建 关键词:SO2 ; NOx ; 烟气治理 机构:中国新型建材设计研究院 ; 中国新型建材设计研究院 年份:2016
    摘要:本文针对联合脱除SO_2和NO_x的烟气治理技术进行分析与研究,以期为我国可持续发展贡献力量。
  • 【期刊】 联合脱除SO2和 NOx的烟气治理技术研究

    刊名:《石化技术》 作者:初建 关键词:SO2 ; NOx ; 烟气治理 机构:中国新型建材设计研究院 ; 中国新型建材设计研究院 年份:2016
    摘要:本文针对联合脱除SO2和 NOx的烟气治理技术进行分析与研究,以期为我国可持续发展贡献力量。
  • 【论文】 半焦负载铁基氧化物脱除SO_2的实验研究

    作者:熊祖宁 关键词:共气化半焦 ; 脱硫效率 ; 硫容 ; 催化剂表征 机构:辽宁科技大学 ; 辽宁科技大学 年份:2016
    摘要:随着我国经济的发展,环境污染问题越来越严重,煤炭利用过程中排放的SO_2所引起的大气污染问题严重的影响大气环境和人类生活。为了控制SO_2排放,本课题研发了一种吸附效率高、价格低廉的脱硫剂,用来脱除烟气中的SO_2。本论文以玉米芯生物质和海拉尔褐煤共气化半焦为研究对象,将生物质与褐煤混合热解获得的半焦中植入Fe(NO3)3,采用共气化的方法制备了活性半焦脱硫剂,利用固定床实验装置对制备的活性半焦的脱硫性能进行了考查,并通过BET、SEM等表征手段对脱硫前后样品的比表面积大小和孔径结构以及表面形貌进行表征。实验结果表明,负载Fe_3O_4的共气化半焦具有良好的脱硫活性;植入10%Fe的脱硫剂在O_2和H_2O存在的条件下,脱硫效率最高,硫容值也最大,能够达到764.1mg/g;虽然0.075~0.125mm粒径的活性半焦穿透时间最长,硫容最大,但是考虑到工艺复杂程度和工业应用,建议选择0.5~0.9mm粒径的脱硫剂;不同载体制备的脱硫剂对SO_2脱除性能比较如下:L-Fe10>BL-Fe10>B-Fe10;温度的升高不利于SO_2分子的吸附和活性位点的形成,考虑到电厂排烟的实际温度一般在120℃左右,建议床层温度采用100℃。在脱硫剂脱除烟气中SO_2的过程中,O_2最先在活性半焦表面的C活性位点上以化学形式被吸附,形成C(O)中间络合物,作为SO_2被氧化的活性位点,金属氧化物促进了半焦表面对O_2的化学吸附这一过程,形成更多的活性位点,并使SO_2氧化生成为SO_3,在水蒸气存在的条件下进一步生成硫酸储存在活性半焦的微孔中,并有少量的金属硫酸盐(Fe_2(SO_4)_3)生成。
  • 【期刊】 可释放SO_2复合膜对葡萄保鲜性能的影响

    刊名:包装工程 作者:魏华 ; 许文才 ; 李东立 关键词:SO2 ; 复合膜 ; 葡萄 ; 保鲜期 ; 质量损失率 机构:东莞职业技术学院 ; 东莞职业技术学院 ; 北京印刷学院 年份:2017
    摘要:目的延长葡萄的保鲜期。方法制备一种具有3层结构的可释放SO_2复合膜,将复合膜热封成包装袋,对保鲜包装袋释放二氧化硫的情况进行分析。以裸放葡萄为对照组,研究保鲜包装袋在23℃下对葡萄的保鲜效果。分析葡萄在贮藏期间的质量损失率、落粒率、好果率、可溶性固形物含量及硬度的变化,并观察葡萄的外观。结果保鲜包装袋可持续释放30 mg/L的SO_2 30 d以上。常温保存17 d后,裸放组的葡萄已经失去了食用价值,好果率为0%,而保鲜袋中葡萄质量损失率为1.46%、落粒率为5.1%、好果率为60%左右。结论可释放SO_2复合膜缓慢释放的SO_2可持续达到抑菌保鲜、有效延长葡萄货架期的效果。
  • 【论文】 平板式SCR脱硝催化剂再生及其SO_2氧化控制

    作者:刘建华 关键词:Fe_2O_3 ; 板式催化剂 ; SCR ; SO_2 机构:华南理工大学 ; 华南理工大学 年份:2016
    摘要:催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝技术的核心,目前商用催化剂以钒钛系(V2O5-WO3/TiO2)脱硝催化剂为主。我国电厂主要以燃煤电厂为主,烟气高灰分致使催化剂发生堵塞,板式催化剂因抗堵塞能力较强而广泛采用,目前板式催化剂产能在我国约占49.2%。在火电厂烟气脱硝系统运行过程中,由于受烟气中存在灰分、碱土金属和重金属的影响,板式催化剂的催化活性也会不断下降直到彻底失去活性。因此,板式钒钛系脱硝催化剂失活机理及再生方法的研究,特别是有关Fe和As对板式SCR催化剂活性及其SO_2氧化率的影响及其再生的研究,是一个极具研究应用价值的课题。本文以商业V2O5-WO3/TiO2催化剂为研究对象,通过等体积浸渍法制备了一系列不同Fe/V质量比Fe_2O_3-V2O5-WO3/TiO2催化剂,研究Fe_2O_3对催化剂性能及表面性质的影响。研究发现:随着催化剂表面Fe_2O_3含量增加,催化剂中V相对含量及V4+/V5+比减小,吸附氧(Oα)浓度增加,催化剂氧化能力增强,吸附NO的能力增强,导致催化剂的SO_2氧化率及脱硝效率均是先上升后下降;当催化剂中Fe/V质量比为3.0时,催化剂的SO_2氧化率达到最大值1.01%,超过了燃煤电厂规定值(1%)。因此,催化剂表面的Fe/V质量比应控制在1.5%以内。本文研究了酒石酸盐溶液对失活脱硝催化剂表面Fe_2O_3的清洗再生效果。研究表明:采用pH=6.5的酒石酸盐溶液可以有清除催化表面的Fe_2O_3,清除率达到80%以上。同时,化学再生试剂接近中性,克服了传统酸洗对平板式脱硝催化剂不锈钢丝网骨架及催化剂本体的腐蚀,再生催化剂的脱硝效率为92.43%,SO_2氧化率为0.42%。本文研究了As对商业板式脱硝催化剂的催化活性的影响,并采用巯基盐对As中毒失活催化剂进行再生。研究表明:催化剂表面形成了难溶的Ca3(AsO4)2,随着催化剂表面砷含量增加,催化剂的脱硝活性也会随之下降,但其SO_2氧化率变化不大。同时,研究发现经过巯基盐清洗再生,催化剂氧化能力增强,其对NO的吸附能力也增强,再生的催化剂的脱硝效率达到72.77%。采用本文研发的除Fe试剂对某电厂的失活脱硝催化剂进行现场再生,对再生前后的催化剂进行表征分析。实验数据表明,再生后催化剂的脱硝活性比提高了0.4,SO_2氧化活性比减小了1.4,Fe_2O_3去除率为85.87%。并采用本文研发的除As试剂对某电厂的失活脱硝催化剂进行现场再生,对再生前后的催化剂进行表征分析。实验数据表明,再生后催化剂的脱硝活性为84.29%,提高了20.42%;SO_2氧化率为0.52%,降低了0.21%;As2O3去除率为46.12%。
  • 【论文】 基团贡献法对离子液体性质及吸收SO_2研究

    作者:刘雅茹 关键词:基团贡献法 ; 模型优化 ; 离子液体 ; 粘度 ; 二氧化硫 机构:河北科技大学 ; 河北科技大学 年份:2016
    摘要:基团贡献法是预测化合物物化性质的有效方法,被广泛应用于纯物质及混合体系的物性估算。与其他方法相比,基团贡献法应用范围广、与计算机联用预测过程更简单、通用性强等优点。本课题以基团贡献法做为基础,建立了有关离子液体吸收SO_2的预测方程,从而反向设计出了对SO_2具有高吸收效率的新型离子液体,并对该离子液体进行了性质及其吸收SO_2效率的测定实验。主要结论如下:本次实验共选取了36种离子液体,拆分出了25个基团进行优化。在303.15 K环境下,各阳离子的基团贡献值由小到大排列为:TMG+
  • 【论文】 飞秒激光场下SO_2和N_2O分子库仑爆炸成像研究

    作者:余西涛 关键词:三原子分子 ; 库仑爆炸成像 ; 电离 ; 解离 ; 准直 ; COLTRIMS 机构:吉林大学 ; 吉林大学 年份:2018
    摘要:在飞秒强激光场作用下,分子发生电离解离以及库仑爆炸。库仑爆炸产生的碎片离子动量分布中包含丰富的分子构型及电离解离信息,被广泛用于研究分子的电离解离以及分子的结构成像。本论文利用符合测量方法结合COLTRIMS仪器,实验上研究了飞秒激光作用下V型分子SO_2和线性分子N_2O的多(双)电离解离动力学过程,并利用库仑爆炸成像方法对分子成像,研究分子多电离过程中分子构型的变化。我们首先研究了SO_2分子的库仑爆炸通道产率与光强的关系,发现由于三体解离中序列解离的存在,三体解离通道和对应的两体解离通道之间存在随光强变化的竞争关系,此外我们还观察到SO_2~(2+)的解离产物O_2~+的存在,但其与通道SO_2~(2+)→SO~++O~+并无随光强变化的竞争关系,结合SO_2~(2+)势能曲面,认为通道S~++O_2~+的产生可能来源于键角较小的结构。结合两种解离通道的角分布变化和总动能释放进一步研究表明,SO_2~(2+)离子高激发态和低激发态分别来自于分子O-O轴和激光偏振方向呈180°与90°的电离,SO_2~(3+)则相反,这表明V型分子SO_2在激光场中存在两种准直方向。而线性分子N_2O只沿着激光偏振方向在HOMO-1轨道上电离。进一步研究SO_2和N_2O分子高价三体库仑爆炸动力学过程,表明三体解离可通过序列解离和非序列解离发生,并采用库仑势近似模拟了两个分子的库仑爆炸动力学过程,表明碎片离子动量矢量夹角θ_(cm)与初始键长无关,只和键角有关,从而根据θ_(cm)分布重构出了分子解离前初始键角分布,结合各个通道的KER分布,重构出了键长分布。实验中SO_2分子的O-O离子动量矢量夹角θ_(cm)的分布比库仑势近似模拟的θ_(cm)最小值更低,我们认为这可能是由于SO_2分子V型结构的特殊电子布局使初始时刻的库仑爆炸是非库仑态的,而线性分子N_2O不存在这种情况。重构结果显示,V型分子SO_2的键角重构结果均为100°,这和中性分子的键角120°有一定差别,可能是电子布局对核运动有影响,用库仑近似模拟存在一定的误差,或者激光场使分子键发生弯曲,而键长随价态增加逐步拉伸。线性分子N_2O各价态重构键角均为165°,键长同样随价态增加逐步拉伸,根据拉伸规律和激光脉冲持续时间,我们估算出两个分子在我们实验条件下电离过程中的键长拉伸速度和中性分子键长,R_(SO)键约为4.3×10~3m/s,R_(NO)键约为5×10~3m/s。SO_2分子中性键长R_(SO)为2?,比实际键长1.43?大的多,N_2O中性分子R_(NO)键为1.24?,和实际键长1.19?符合,说明SO_2分子在三价之前的键长拉伸更加剧烈,表明SO_2分子在低价时的分子构型演化是非库仑势的,而N_2O分子的整个多电离过程的键长拉伸是沿库仑势平均移动的。
  • 【期刊】 SO2改性高硫石油焦脱汞实验研究

    刊名:化工进展 作者:李佳辰 ; 殷琦 ; 王晨平 ; 陈明明 ; 戴领 ; 张赟 ; 段钰锋 关键词:二氧化硫 ; 高硫石油焦 ; 固定床 ; 脱汞 ; 微观结构 ; 吸附温度 机构:能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) ; 能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 年份:2018
    摘要:以SO_2为活性气体对3种不同的原始高硫石油焦进行活化形成高硫石油焦样品。采用比表面积及孔隙度分析仪、X射线光电子能谱分析和元素分析等仪器和方法研究样品的物理化学性质,在固定床实验装置上对样品的脱汞能力进行实验研究。结果表明,用SO_2气体改性石油焦的过程是一个有效的载硫过程;经过SO_2改性后的高硫石油焦表面负载有大量有机硫(噻吩),具有较强的脱汞能力;高硫石油焦表面的含硫量和硫形态对其吸附脱汞能力有很大影响,高硫石油焦表面的微孔结构和微观形貌也在一定程度上影响其脱汞能力;在一定温度范围内随着吸附温度的降低,改性高硫石油焦的Hg0穿透率呈下降趋势,即汞脱除性能不断增强。
  • 【期刊】 SO2对热解气再燃还原NO影响的数值模拟

    刊名:节能技术 作者:王英涛 ; 范燕荣 关键词:热解气 ; 零维全混流反应器模型 机构:烟台龙源电力技术股份有限公司 ; 烟台龙源电力技术股份有限公司 年份:2016
    摘要:热解气是锅炉再燃脱销的重要燃料,由于烟气中含有大量NOx、SOx、粉尘等污染物,对于NOx 、SOx在还原气氛下的反应活性及其两者的相互作用机制研究还不充分.采用CHEMKIN4.1化学动力学软件,基于详细的化学动力学模型Dagaut03机理(1006个反应,145种组分)和理想的零维全混流反应器模型,利用生成速率分析和敏感性分析方法对SO2对热解气再燃还原NO在不同温度(1 100~1400K)和当量比(0.75~1.25)条件下的影响进行数值模拟和机制分析.计算结果表明:SO2通过2步基元反应实现自由基终止反应,降低反应系统活性,抑制NO还原,而并不改变NO生成和消耗的主要途径和主要基元反应.在模拟的工况中,SO2抑制NO还原的影响随当量比增加而加强,随温度升高而逐渐减弱.
  • 【论文】 硅基多孔材料复配改性吸附SO_2和NO_x的研究

    作者:王峰 关键词:吸附法 ; 硅基多孔材料 ; 复配改性 ; 二氧化硫 ; 氮氧化物 ; 协同脱除 机构:内蒙古工业大学 ; 内蒙古工业大学 年份:2018
    摘要:以煤基固废为原料制备的硅基多孔吸附材料具有成本低的优势,但硅基多孔吸附材料比表面积较小、饱和吸附量较低。本论文提出采用复配的方法改性硅基多孔吸附材料,提高了硅基多孔吸附材料的吸附性能以满足工业应用的要求,具有重要的应用价值。采用G-1、G-2、G-3、G-4、G-5对硅基多孔材料进行复配改性,利用固定床吸附法研究了烟气条件、材料特性对硅基多孔材料吸附SO_2性能的影响。温度在50℃时,吸附效果最佳;硅基多孔材料粒径在200目时,脱硫效果最佳;烟气中含水量和含氧量能增强硅基多孔材料对SO_2的吸附效果。在确定的烟气条件下,研究了复配改性对硅基多孔材料吸附SO_2性能的影响。结果表明:在G-1改性后的硅基多孔材料对SO_2吸附量最佳,其最大平衡吸附量达76.66mg/g,当温度升高至300℃,经G-1改性的吸附饱和后硅基多孔材料并未发生脱附,具有良好的稳定性。研究了G-1、G-2、G-3、G-4、G-5改性剂改性硅基多孔材料对NOx吸附性能的影响。在NO与NO_2浓度均为250ppm,反应温度50℃、硅基多孔材料粒径300目、含氧量6%、空塔气速500mL/min、含水量15%~20%的条件下氮氧化物脱除效果最佳,NO_2脱除率可达81.23%,NO脱除率达58.32%。在确定烟气条件下,进一步考察了改性硅基多孔材料对NO、NO_2的脱除效果。结果表明:G-1、G-5改性剂对脱除NO_2具有较好的脱除效果,脱除率均达到100%,对NO脱除率基本没有提高;G-2对NO的脱除率提高了20%左右,对NO_2的脱除率基本没有提高,但对于混合后的NO和NO_2有一定的脱除效果。经G-2改性的硅基多孔材料,当温度升高到200℃时,NO_2脱附率为58.73%,NO脱附率为86.04%。在前两章样的基础上,研究了改性硅基多孔材料对SO_2和NO_X的协同脱除效果。在SO_2入口浓度1200mg/m~3、氮氧化物入口浓度250ppm、空塔气速500mL/min、温度为55℃、吸附材料粒径300目、含水量20%、含氧量6%的条件下,硅基多孔材料协同脱除SO_2与NO_X时,SO_2脱除率达100%,NO_X脱除率为59.64%。经复配改性的G-1-2复合材料,当G-1加量为70%时,SO_2吸附量为64.25mg/g,NO_2吸附量为37.86mg/g,NO_X脱除率可达90%;当温度升高至300℃,SO_2未发生脱附,NO_2脱附率为13.14%,NO脱附率为63.29%。根据微观结构表征可知,经G-1-2改性后的硅基多孔材料其表面的玻璃纤维状和层状结构逐渐消失,变得更加圆滑,且吸附饱和后的材料表面有较多的颗粒团聚,变得更加粗糙。烟气脱除产物以硫酸盐、硝酸盐为主,还有少量的亚硫酸盐、亚硝酸盐组成。
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