改性活性炭电极用于电厂生活污水后脱氮及减碳的研究

受传统氨氮处理工艺限制,电厂生活污水常出现氨氮难达标问题,从而需要投入大量外加碳源,这一过程会造成碳排放和处理成本的增加。本研究使用NaOH改性活性炭电极,应用在传统生活污水生物处理(AAO)之后进一步去除氨氮(后脱氮),此过程中不添加任何外加碳源、除磷药剂以及深度脱氮工艺。实验结果表明,在最优操作条件:电压1.2 V、进水流量37 mL/min、初始氨氮质量浓度6.138 mg/L下,改性后氨氮去除率达到64.31%;TN、TP、电导率去除率达到45.38%、62.08%和89.38%;CDI的加入使得传统生物处理过程无需外加碳源和除磷药剂即可达到出水标准,成本下降了0.4元/m^(3),出水作为电厂回用水可节省2 000元取水费用;对吸附过程进行碳排放核算,在电厂生活污水日处理量为450 m3/d的情况下,CDI装置的加入平均每天可以减少738.25 kgCO_(2)的排放,具有良好的减碳效益。此外,该技术可推广应用于居民小区等建筑做回用水,每天可节省256元污水处理费用,并且具有同样的碳减排效益。

燃烧氢氨能源的清洁环保供热及减少碳排放量

介绍了零碳排放燃料氢能源与氨能源的优点,分析比较氢能与氨能的运输、储存、安全性、经济性、相互转化、相互融合、混合燃烧等特性。研究了燃烧氢气导热油炉的结构型式,互相比较各种常见能源的碳排放量,讨论了发电厂燃煤锅炉混合燃烧氨气的减少碳排放技术。展望氢能源与氨能源中应用成长较快的行业领域发展前景。

火电厂脱硝过程中氮氧化物的反应机理及控制策略研究

随着环保要求日益严苛,火电厂氮氧化物减排迫在眉睫。本研究聚焦火电厂脱硝过程,深入探究氮氧化物的反应机理与控制策略。详细剖析燃料型、热力型和快速型氮氧化物的生成原理,全面解析SCR、SNCR等脱硝技术的反应机制。深入探讨燃烧过程与烟气脱硝的控制策略,细致分析脱硝过程中烟气参数、还原剂特性、催化剂性能与寿命等影响因素,并提出针对性应对策略,为火电厂脱硝实践提供科学全面的理论支撑与实践指导。

新形势下生活垃圾焚烧发电厂环保管理

近十年来,我国的生态环境监管制度日趋严格,污染排放标准不断提高,环保“督察高压”步入常态化。生活垃圾发电企业作为重点排污单位,受到各级生态环境部门和社会各界重点环境监管关注,本文通过对现行生活垃圾发电行业环保政策进行解读,浅谈企业在环保管理过程中应关注重点和运行过程中难点,帮助垃圾发电行业可持续健康发展。

探索600MW燃煤机组脱硫浆液循环泵变频改造及节能优化

为响应超低排放政策,燃煤机组脱硫机组进入到变频改造期,以解决脱硫系统高能耗、人工辅助操作任务量大等问题。本文以研究600MW燃煤机组脱硫浆液循环泵变频节能改造为目的,综合考虑研究变频调速原理、变频节能改造路径,提出脱硫废水、烟气节能处理新技术路线,以推动600MW燃煤机组脱硫浆液循环泵节能运行。采用数量模型、控制策略等方式研究600MW燃煤机组脱硫浆液循环泵的变频节能改造,既能够为理论研究提供参考,同时也有效地提升系统运行的节能效果,减低人工辅助操作量,对辅助同类改造项目具有参考价值。

火电厂灰分选效率与环境保护的平衡研究

煤炭燃烧是我国获取电力能源的主要方式,但会持续性地排放出大量污染物。粉煤灰作为火电厂的主要固体废物,现已成为我国产量第二的大宗工业固体废物,其排放与堆积已经严重影响了居民的生活品质以及自然生态环境安全。因此,加强其处理与应用水平迫在眉睫。本文通过粉煤灰分选效率提高对环境保护必要性的探究,分析如何通过政府、技术、商业模式三个层面去提高火电厂灰分选效率,以达到减少粉煤灰的积存与排放、保护自然生态环境的目的。

燃煤锅炉烟气湿法脱硫废水中重金属及钙镁离子沉淀规律研究

燃煤锅炉烟气湿法脱硫废水中的重金属及钙镁等离子危害较大,开展其沉淀去除规律的研究有利于废水中有用元素的资源化回收和废水的回用。采用碱液沉淀法对脱硫废水进行分级处理,对沉淀产物采用SEM-EDS等手段进行表征。结果表明,采用氢氧化钙作为沉淀剂可以实现去除重金属、回收镁资源及去除氟化物和降低废水硬度等多种目标。在去除重金属离子的过程中,当脱硫废水pH值为9.0~9.5时,废水中的重金属离子可得到有效去除且达到污水排放标准,镁离子几乎没有损失,钙增加率也较低,仅为4.6%以下;将废水pH值调整为9.5~9.7可有效回收废水中的镁元素,镁的回收率在62%以上,回收效果较好。在碱性条件下,向废水中投加Na_(2)CO_(3)可有效降低废水中的钙离子和残留的镁离子,实现废水降硬的目标。不同pH值下沉淀物的SEM-EDS能谱显示,对脱硫废水进行梯级pH处理可以达到分级去除重金属污染物和回收镁元素的目标。通过对脱硫废水中重金属及钙镁结垢离子的沉淀规律研究,实现了废水的分质分盐有用成分的资源化回用,避免了产生杂盐危废造成二次污染的可能,达到了脱硫废水的零排放的目标。

煤电机组余热能质深度回收优化研究

针对煤电机组低品位余热能质浪费问题,以某350MW机组为研究对象,采用Ebsilon平台建模模拟研究不同的低品位余热能质深度回收方案,计算“有机朗肯循环(organic Rankinecycle,ORC)”和“加热器”2种方案对应机组运行数据,分析能耗特性、收益特性和差异性等,得到了余热能质深度回收的机理和优化方案。结果表明:2种方案下机组能耗特性均有明显提升,“加热器”方案能耗更低;随着有机工质流量增加,ORC系统发电量逐渐增大,ORC系统热电效率先逐渐增大后趋于平缓并有下降趋势,变化范围为6.94%~7.75%,有机工质流量对ORC系统循环效率影响较小;2种方案技术经济均可行,“ORC”方案可以为电厂带来直接电能收益,“加热器”方案经济性略好。

一种预测Mn/Fe复合氧化物对燃煤烟气中砷、硒吸附特性的新方法

Mn/Fe复合氧化物因对燃煤烟气中的砷、硒具备良好的吸附潜力而备受关注,但其吸附性能会受到吸附剂制备过程和吸附过程的影响,且实验测试成本高、周期长。根据吸附剂物化特性与吸附量的关系,该文建立新的预测模型,并对比不同摩尔比吸附剂的表面结构差异以及计算不同温度下砷、硒的转化率、活化能等参数。然后,分别将二者的影响程度嵌入数学模型中,使得该模型可以用于预测不同条件下吸附剂的吸附效率。结果表明:当Mn/Fe摩尔比为1:1时,砷、硒的吸附量达到最大;二者的最佳吸附温度分别为750和600℃。砷、硒的吸附流量系数随温度升高均呈现先升高后下降的趋势,吸附流量系数随不同温度下吸附剂的形貌结构呈正相关。将预测值与实验值进行对比分析后证明了该方法的准确性,可为寻找高效重金属吸附剂提供一种实验手段之外的新思路。

脱硫废水烟道蒸干对脱硫废水和飞灰重金属浓度的影响

将脱硫废水回喷到烟道中蒸干是实现脱硫废水零排放的主要手段之一,烟气脱氯可以实现脱硫废水减量,从而改善大量脱硫废水回喷对设备的影响。脱硫废水含有大量氯离子和多种重金属,在烟道中蒸干后形成的固体颗粒部分被除尘器脱除,剩下的会再次进入脱硫系统,在多次循环后可能会在脱硫废水中形成重金属的富集。以某660 MW机组作为对象建立模型,考虑除尘器脱除率与烟气脱氯效率的变化,分析脱硫废水流量变化,以及脱硫废水蒸干形成的固体颗粒的迁移行为对脱硫废水与飞灰中重金属浓度的影响。结果表明:在控制脱硫浆液氯离子浓度一定的情况下,受除尘器脱除率的影响,脱硫废水循环利用都将导致脱硫废水流量增加;当烟气脱氯效率为70%时,除尘器脱除率在90%当基础上增减5%,脱硫废水流量分别变化-5%和6%,脱硫废水中的重金属浓度变化幅度可以忽略;烟气脱氯会导致脱硫废水中重金属浓度增加到3倍多,不过脱硫废水全部内部循环利用,重金属富集并不是关键问题;脱硫废水回喷烟道后给飞灰带来的重金属浓度增加幅度基本不到1%,对飞灰品质的影响几乎可以忽略。

面向热电厂脱硝塔结构优化后的精准喷氨控制方案设计

精准喷氨控制优化方案通过脱硝系统关键参数的变化,将SCR尿素热解喷枪和SCR运行调整作为整体考虑,将原尿素溶液5支喷枪自动调节纳入自动控制方案中,实现喷氨供需系统联调,在保证烟气排放满足环保参数要求的前提下,结合SCR出口NOx准确快速测量、出口氨逃逸快速测量值,实现锅炉不同运行工况下的喷氨自动调节,达到脱硝效率最优化,实现节约喷氨量、减少空预器堵塞、降低一次风机、引风机电耗目的,确保脱硝系统的长期稳定运行。

火力发电厂应用脱硫超低排放关键技术

我国火力发电厂每年燃煤约为20亿吨,由于燃煤煤质差异,二氧化硫排放量居高不下,亟需采取脱硫超低排放技术,改造现有设备。基于此,文章以某燃煤火力发电厂为例,简要阐述了燃煤发电厂脱硫现状,从确定基础参数、设计脱硫效率、选择工艺路线、优化总体方案这几方面出发,提出脱硫超低排放关键技术应用措施,并分析技术应用性能,以期为相关工作者提供参考。

新形势下电厂环保设备安全节能优化技术研究

随着社会的能源需求不断增长,燃煤电厂在国家能源供应中依然发挥着不可替代的重要作用。受环保政策的要求,电厂必须通过使用环保设备来尽量减少对环境的负面影响。然而环保设备又会导致能源消耗增加,尤其是当前面临着煤质变化和深度调峰的新形势,进一步增加了环保系统的能源消耗,严重影响电厂的整体效益。基于此,针对新形势下电厂环保设备安全节能优化技术展开研究,具有非常重要的现实意义。

“双碳”目标视角下燃煤电厂碳计量方法的研究

随着全球能源需求的增长和环保要求的提高,燃煤电厂的碳排放问题变得尤为突出。通过对“双碳”目标下燃煤电厂碳排放核算方法展开研究,系统地总结目前常用的碳排放核算方法,并对其进行比较和评价,提出对碳排放计量方法的进一步研究展望,对指导“双碳”目标的实施和燃煤电厂的碳减排具有一定的理论和实践意义。

可解释的变负荷下燃煤机组SCR反应器入口NO_(x)质量浓度预测模型

燃煤电厂灵活调峰过程NO_(x)测量往往存在滞后现象,导致选择性催化还原(selective satalytic reduction,SCR)脱硝喷氨控制系统响应不及时,易造成喷氨量过高或过低,从而造成SCR反应器出口NO_(x)质量浓度波动剧烈和氨逃逸率增大。为实现喷氨阀门的提前快速调节并考虑影响燃煤锅炉NO_(x)排放量的因素存在耦合性,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短时记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络混合模型的SCR反应器入口NO_(x)预测模型。利用一台330 MW燃煤电站锅炉的运行参数,通过Pearson系数法计算特征变量之间的相关性,筛选出相关性较大的特征,并定义模型的输入矩阵和输出矩阵,采用随机搜索算法进行优化,以提高预测性能。进一步利用SHAP算法对黑箱模型进行解释,并通过Simulink仿真验证了带有NO_(x)预测的控制效果。结果表明:CNN-LSTM预测模型在调峰负荷变化时,能够以较高的精度预测SCR反应器入口NO_(x)质量浓度的变化,并能提前25s为喷氨控制系统提供反馈;优化后的喷氨控制策略降低了出口NO_(x)质量浓度与设定值间的标准差(降低28%),并提升了NH_(3)/NO_(x)的响应速度,减小最大氨逃逸量22%。该研究结果可为灵活调峰机组的智慧SCR脱硝技术及燃烧优化提出有效的指导。

“双碳”目标下我国新能源行业关键金属供应分析

风电、光伏发电等新能源行业是支撑实现“双碳”目标的关键领域,我国风电、光伏发电的装机规模居世界首位,保障关键金属材料供应、进行更精准的新兴固废管理具有重要意义。本文基于我国风电、光伏发电行业的历史数据和规划目标,设定了不同的发展情景;应用风电、光伏发电设备的寿命分布模型,评估了我国新能源行业关键金属的需求、废弃和供应情况;重点识别了银、铜、镓、银、钢铁、钕等金属的供应压力,为2060年前构建绿色低碳能源发展格局提供了基础支撑。在基准情景下,2035年的风电、光伏发电行业退役量分别为4.6 GW、28.3 GW;2035年、2060年的风电、光伏发电设备退役量(按质量计)分别为2.54×10^(6)t、1.048×10^(7)t。从我国新能源行业的关键金属供应压力来看,2030—2060年,钢铁为低风险(≤5%),钕为中高风险(25%~50%),铜、银为高风险(50%~100%),镓、铟因需求峰值过高而被列为极度危险等级。改善新能源产业供应链的安全性和多样性,既需要确保金属矿产资源的可持续供应,也需要开展回收循环和高效利用;为此建议将风电、光伏发电退役设备按照废弃电器电子产品进行管理,将风电、光伏发电企业纳入《固定污染源排污许可分类管理名录》,加快完善分布式新能源固废回收体系,切实提高新兴固废回收技术水平。

发电厂脱硫系统氯离子在线监测技术研究及应用

氯离子是发电厂脱硫系统的关键运行指标,快速准确监测脱硫浆液氯离子对脱硫设备防腐、运行工艺优化调整、脱硫废水排放及节水均具有重要意义。通过样品预处理的方法研发出了一种高效复合介质滤芯,及适用于脱硫系统样品预处理的方法,并进行了实验室实验;对脱硫系统氯离子在线测量方法原理进行研究,研制出了一种固态聚合膜氯离子选择性电极,研究出了一种发电厂脱硫系统氯离子在线监测技术,并进行了实验室准确性实验以及现场工业应用试验。结果表明:该脱硫系统氯离子在线监测技术能够实现脱硫浆液中氯离子的连续准确在线监测,大大减少了工作量,提高氯离子测量准确性,对实现脱硫系统设备的经济、智能化运行具有重要意义。

浅析660MW超超临界锅炉气气换热器技术研究

尿素热解已经成为(SCR)烟气脱硝还原剂制取的主要方案,在还原剂制取过程中存在着能耗高的问题,本文提出利用锅炉尾部烟道高温烟气加热热一次风,利用高温烟气热源作为尿素热解热源的技术方案,可以降低尿素热解方案的工艺能耗,达到节能、环保的目的。

SO_(2)对K2CO_(3)吸附CO_(2)性能影响的实验及DFT机理研究

电站锅炉的尾气在脱硫后含有微量的SO_(2),导致CO_(2)吸附剂性能变差。根据电厂烟气的组分,采用模拟烟气在实验室条件下对K2CO_(3)吸附剂的CO_(2)吸附性能及SO_(2)对CO_(2)吸附的影响进行实验研究。结合XRD分析,利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)对SO_(2)在K2CO_(3)吸附剂上的影响及CO_(2)吸附机理进行理论研究。结果表明,受SO_(2)分子S原子活跃的s轨道影响,S的p轨道及O原子活性均增强,与K2CO_(3)表面O原子价带顶能带简并,SO_(2)被优先吸附在K2CO_(3)表面的O顶位,并将CO_(2)推离吸附剂表面,导致吸附剂活性位点虽有空余却无法吸附CO_(2)。在实验中表现为:模拟烟气中CO_(2)体积浓度为10%时,气氛中体积浓度为0.007%的SO_(2)会使吸附剂的吸附量由1.65 mmol/g降低至1.01 mmol/g。提出CO_(2)与H2O在K2CO_(3)(001)表面的吸附机理,理论计算的反应活化能为40.7 kJ/mol,反应热为-54.9 kJ/mol。

电化学法深度处理电厂脱硫废水

本文介绍了一种用于处理电厂脱硫废水的电聚浮+电解联合工艺深度,实现废水中SS、COD和氯离子的有效去除。通过线性伏安扫描法探究了电厂脱硫废水中亚硫酸根和氯离子在β-PbO_(2)电极表面的反应机理和相关动力学参数,以此验证了β-PbO_(2)是良好的亚硫酸盐电催化氧化和电产活性氯的材料。实验室自制方形连续推流式电解槽,分为电聚浮段和电解段。电沉积法自制钛基β-PbO_(2)网状电极为电解阳极。若以《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997-20006)COD排放标准为处理终点,3.5 V电解电压下某电厂脱硫废水处理能耗仅为10.78 kWh·m^(–3)。电解电压为4.0 V时,电解槽运行300 min可去除废水中的绝大多数的COD和氯离子,二者去除率分别为91.43%和92.98%。验证了工艺路线的技术可行性和经济可行性。