改性海泡石对污泥热解过程中重金属的控制

污泥热解过程中会不可避免地产生多种重金属,危害人类的健康。通过在水平固定床反应器内开展城市污泥与改性海泡石共热解实验,探究海泡石的盐酸浸渍浓度(2~6mol/L)、海泡石的热活化温度(750~950℃)以及污泥与海泡石共热解温度(400~600℃)对污泥热解炭中重金属元素Cd、Zn、Pb、Cr的富集特征、形态变化及生态风险的影响。研究发现,在400~600℃的温度范围内改性海泡石的添加有效地提高了Cd、Zn、Pb的固留率,但对Cr几乎没有富集作用,其中950℃热活化海泡石(950-SEP)对Cd有良好的富集效果,而4mol/L盐酸浸渍海泡石(4H-SEP)对Zn和Pb展现出了更好的富集性能。此外,通过分析重金属赋存形态发现,提高共热解温度和添加改性海泡石,共热解炭中的重金属元素整体向更稳定的形态转化。根据热解炭中重金属的生态风险评估,原始污泥经热解后其生态风险大大降低,在600℃前,改性海泡石可进一步降低重金属的生态风险。

典型生物质发酵制取燃料乙醇环境影响分析

结合生命周期评价方法与层次分析方法对杨木、玉米秸秆、甘蔗渣3种典型纤维素生物质的发酵制取燃料乙醇工艺进行环境影响评价。针对酸化、富营养化、全球变暖、化石能源消耗、光化学污染、人体毒性6种环境类型进行分析对比,并选取3个不同视角分析生物质发酵工艺所带来的环境影响。结果表明:农业阶段和生产阶段所产生的温室效应在全生命周期过程中占比最高;全球性视角下,全球变暖影响占比较高;区域性和局地性视角下,工艺的酸化影响最严重。

脱硫石膏转化α-半水石膏的特征及机理:实验与模拟

脱硫石膏的高效利用可以有效缓解一系列环境问题,变废为宝。本文利用二水石膏在含有微量无水硫酸钠的乙二醇水溶液中制备α-半水石膏,探究温度(94~98℃)、乙二醇体积分数(25%~35%)、硫酸钠浓度(0.1~0.3mol/L)对二水石膏向α-半水石膏脱水转化过程的α-半水石膏摩尔分数和动力学参数变化。研究发现,在乙二醇水溶液中,二水石膏向α-半水石膏脱水转化过程符合分散动力学模型。随着温度和乙二醇浓度的增加,动力学参数α基本保持不变,而参数β显著增加,导致活化熵△S*增大,进而导致能垒E_(a)降低,促进了二水石膏向α-半水石膏脱水转化。微量无水硫酸钠的添加,显著缩短了α-半水石膏的成核诱导时间。通过分子动力学模拟,增加硫酸钠的浓度,Na^(+)与SO_(4)^(2-)的配位数增加,扩散系数绝对差值∆D降低,从而导致配位能力增加,解耦能力降低。本研究对高效利用脱硫石膏、掌握其向α-半水石膏的转化特征具有重要意义。

卤化钾改性Mn-Co-Fe尖晶石脱除气相Hg0的性能研究

为提高Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂的脱汞性能,该研究首先采用溶胶凝胶自燃烧法和浸渍法结合制备了KX(X表示Cl、Br和I)改性的Mn-Co-Fe尖晶石吸附剂。然后,分别利用SEM、SEM结合EDS能谱Mapping、BET、XRD和VSM来表征其表面形貌、表面元素占比及分布、比表面积及总孔容积、晶相结构和比饱和磁化特性。并通过固定床探究了卤化钾种类、KI负载量、吸附温度和入口汞浓度对模拟燃煤烟气中汞脱除性能的影响。最后,通过动力学模拟、XPS表征和程序升温脱附实验研究了吸附剂对汞脱除的控制步骤、机制以及汞在吸附剂表面的存在形态。研究结果表明:在相同实验条件下,0.10KX@MCFS对汞的平均脱除效率KI(92.84%)>KBr(88.39%)>KCl(86.61%)。此外,增加KI的负载量、吸附温度和入口汞浓度在一定程度上能够促进改性MCFS的脱汞性能。虽然KI的负载导致了MCFS的磁性能下降,但综合分析得出:0.10KI@MCFS具有一个相对优异的汞脱除性能和饱和磁化强度值(34.0 emu/g)。因此,该研究的这一发现对汞污染排放控制和吸附剂磁回收的实践研究具有重要的参考价值。

Ce掺杂对钒钨钛催化剂脱硝性能的影响

对钒钨钛(V-W-Ti)催化剂进行Ce掺杂制备了Ce_(x)V_(1)W_(7)/Ti(x%为CeO_(2)负载量,以催化剂总质量计,下同),采用XRD、N_(2)吸附-脱附、SEM、XPS、FTIR对其进行了表征,通过NH_(3)/NO-TPD表征了NH_(3)和NO在催化剂表面的吸附强弱分布,并测试了不同CeO_(2)负载量下催化剂的脱硝性能,经密度泛函理论计算探究了催化剂的失活机理。结果表明,CeO_(2)的负载增加了催化剂表面化学吸附氧的比例和Br?nsted酸性位点,减少了催化剂表面V^(4+)的比例和Lewis酸性位点;适当的CeO_(2)负载量能显著提高V-W-Ti催化剂的中低温活性,但负载量过多会降低催化剂的高温活性,CeO_(2)负载量为1%的钒钨钛催化剂(Ce_(1)V_(1)W_(7)/Ti)表现最佳,其在全温度(200~400℃)段的脱硝活性均优于V-W-Ti,在260℃,空速为6×10^(4) h^(–1)的反应条件下,NO_(x)脱除率从79.01%增至99.19%,在含有H_(2)O、SO_(2)的气氛中,其NO_(x)脱除率从58.33%升至74.55%。Ce的掺杂降低了催化剂表面氧空位的形成能,改变了催化剂表面的酸位强弱,强化了SO_(2)在催化剂表面的吸附,SO_(2)中毒后的催化剂表面会沉积硫酸铵盐,在H_(2)O的协同作用下,Ce掺杂后催化剂表面更易沉积硫酸铵盐,这是催化剂失活的主要原因。

城市生活垃圾与煤混烧过程中二噁英的排放与净化研究

该文描述了利用流态化洗涤与布袋过滤相结合的工艺净化垃圾焚烧烟气的研究结果。建立了处理烟气量为150～2000Nm^3/h的试验台,该试验系统由增湿调温器、吸收塔、除沫器、化浆池、沉降池及测量子系统等组成。吸收塔内径1.2m,高6.5m。试验结果如下:当吸收剂为石灰石浆 液,浆液浓度为1％,循环倍率为3,喷射速度为5～15m/s,鼓泡管插入深度140mm时,净化装置的二噁英净化效率为99.35％,尾气中二噁英的排放浓度(O_2:11％时)为0.1573ng/Nm^3。上述排放值接近国外发达国家排放要求。

铜基催化剂电还原二氧化碳为甲酸研究进展

电化学二氧化碳还原(ECO_(2)RR)通过可再生能源制备高能量化学品或燃料对碳中和具有巨大价值。尤其是以铜基催化剂进行的ECO_(2)RR,其成本优势和卓越的催化活性使其成为最有前景的策略。在ECO_(2)RR的各种产物中,甲酸作为优秀的储氢材料和内燃机燃料展现出工业化生产潜力。本文针对近年来过渡金属族的铜基催化剂在制备甲酸的研究进展进行了全面的总结,从ECO_(2)RR制甲酸机理出发,综述了铜基催化剂在ECO_(2)RR制甲酸领域取得的重要研究进展,其中以典型催化剂为例分析ECO_(2)RR生成甲酸的策略,包括形貌结构、表面价态、合金化、晶面效应、空位和碳载体等,重点讨论了活性位点数量以及关键中间体*OCHO的形成对甲酸产物选择性的影响,最后总结了该领域面临的挑战以及从原位表征、科学计算和反应条件等角度的展望。

V_2O_5/TiO_2烟气脱硝催化剂的钾、钠、锌、磷中毒及再生

为研究SCR脱硝催化剂的钾、钠、锌、磷中毒,采用K,Na,Zn的氯盐和P的铵盐作为V2O5/TiO2催化剂中毒的前驱体,研究了4种物质对氨法SCR脱硝反应的影响.通过比较水洗、酸洗和氯化铵洗涤3种再生方式,对钾盐中毒的V2O5/TiO2催化剂进行了再生性能研究.最后对于新型抗中毒催化剂的制备进行了探索.实验结果表明:钾盐对于V2O5/TiO2催化剂的毒化作用最强;酸洗具有最佳的再生效果,钾盐中毒的催化剂经酸洗再生后,脱硝活性在一定条件下高于新鲜催化剂;通过添加助剂磷钨酸,V2O5/TiO2催化剂的活性温度窗口得以拓宽,且抗钾盐中毒能力也得到了提高.

Caroline石灰石热分解实验研究

用热重分析仪进行了 Caroline石灰石的热分解实验。石灰石的粒径分布在 5 3μm至 1.0 mm之间 ,二氧化碳的分压和总压在一定范围内 ,温度在 70 0～ 90 0℃之间。结果表明 ,Caroline石灰石的颗粒尺寸对热分解速度没有影响。各种二氧化碳分压下的 Caroline石灰石热分解实验发现 ,粒径为 0 .2 1～ 0 .35 mm和 0 .5～ 0 .6 mm时 ,热分解速度正比于平衡状态下的二氧化碳分压减去反应界面处的二氧化碳分压 ,即 p CO2e- p CO2i。粒径在 0 .85～ 1.0 mm和 0 .5～ 0 .6 mm之间的大颗粒 ,在较高压力 (最高压力为 0 .5 MPa)的氮气环境内 ,二氧化碳分压影响热分解速度与其常量摩尔分数 y1 有关 ,在此条件下 ,热分解速度正比于 (p CO2e- p CO2i- p· y1 )。粒径为 0 .2～ 0 .35 mm的颗粒 ,计算转化率达到 10 0 %时热分解速率 ,必须考虑 y1 ,其值从 85 0℃的 0 .0 3增加到 90 0℃的 0 .2

管道喷射吸附法净化垃圾焚烧尾气试验研究

在流化床试验装置上进行垃圾焚烧,焚烧尾气采用管道喷射吸附工艺净化.在活性炭加料量为16g/m3时,脱硫率为83%,脱硝率为88%,脱氯率为27%.试验可得活性碳、高岭土和活性矾土3种吸附剂对垃圾焚烧烟气中酸性气体的净化效果活性炭效果最好,高岭土效果最差;随着吸附剂加料量的增加,重金属的脱除率增加,且增幅逐渐趋缓.3种吸附剂对重金属的吸附能力比较表明对Cd,Pb,Cu的吸附效果活性炭最好,高岭土次之,活性矾土最差;而对于Hg活性矾土的吸附效果最好;活性矾土对Cd也有较好的脱除效果.垃圾焚烧飞灰中多环芳烃主要以3环、4环和5环的形式存在,其他各环多环芳烃的数量较少;烟气中主要是3环和4环多环芳烃,未检测到6环多环芳烃,2环和5环多环芳烃的质量浓度相对较低;在喷入量相同的条件下,高岭土去除多环芳烃的效率最高,活性炭次之,活性矾土最低.总体而言,活性炭具有较好的综合吸附性能.

鼓泡式烟气脱硫原理性试验台气体流动冷模试验

描述了鼓泡式烟气脱硫原理性试验台气体流动冷模试验及结果。试验发现 ,对管外喷射 ,三种试验管型中底端封口的喷射管鼓泡层高度和压力降的变化都非常稳定 ;对管内喷射 ,随喷射速度和喷射管插入深度的变化 ,喷射器压力降波动很大 ,很不稳定。因而建议工程应用时采用管外喷射。采用PIV仪器对底端封口喷射管管外喷射的速度场进行测定 ,试验发现 ,在气液充分混合区域内 ,气泡的运动轨迹非常复杂 ,形成大量的涡团 ,气液剧烈扰动 ;在速度超过 16m/s ,涡团主要存在管壁附近 ,中间气体形成腾涌 ,对气液接触非常不利。

乙酸钠添加剂对NO_xOUT工艺影响的试验研究

在自行研制的选择性非催化还原（SNCR）脱硝实验台上进行了乙酸钠作添加剂对NOxOUT工艺影响的实验研究.无添加剂时,尿素对NO的去除效果良好,在最优温度（900℃）条件下氨氮比（摩尔比）为1.5时NO的去除率可达76.56%,但会生成大量的N2O,极大地降低了NOx的总去除率.加入乙酸钠,在较低温度条件下,NO含量随着其添加量的增大呈先降低后升高的趋势,在较高温度条件下,呈现升高后降低的趋势;而N2O含量在各温度条件下随着乙酸钠添加量的增大一直呈降低趋势直至为零.随着乙酸钠添加量的增大,N2O对NOx总去除率的不利影响逐渐降低,当摩尔比n（CH3COONa）/n（NOx）=0.44时,825-925℃区间内总NOx去除率在65%以上.乙酸钠作添加剂拓宽了工艺的温度窗口,去除了尿素还原NOx时所生成的N2O,极大地提高了总的NOx去除率.由于钠盐主要是以NaNCO形式存在,所以添加乙酸钠所引起的烟气碱性增大的程度并不严重.

采用非线性粒子群算法的同步糖化发酵参数辨识

为进一步优化同步糖化发酵(SSF)工艺,在经典发酵动力学的基础上,总结出SSF工艺中的还原糖变化方程,并采用自适应粒子群优化(PSO)算法进行菌体生长、产物生成以及还原糖消耗的模型参数辨识。通过比较分析线性和非线性动态变化惯性权重的自适应PSO算法在动力学参数辨识过程中的优劣,确定了非线性方法的快速收敛特性。结果表明:模型的拟合值与实验数据比较接近,即利用这些模型来反映此SSF过程的机理具有一定的准确性和可靠性;通过非线性动态变化惯性权重的自适应PSO算法进行参数辨识具有一定的可行性和推广性,也为模型参数辨识提供了一种新思路。

流态化吸收式垃圾焚烧烟气净化试验研究

本文描述了城市生活垃圾与煤混烧后烟气利用流态化吸收式净化装置净化的试验研究结果。当吸收剂为石灰石浆液，浆液浓度１％，循环倍率为３，喷射速度为５～１５ ｍ／ｓ；鼓泡管插入深度１４０ ｍｍ时，流态化吸收式垃圾焚烧烟气净化装置的脱硫效率大于９０％，脱硝效率为２０～３０％之间，脱氯效率大于８０％，除尘效率大于９９％，重金属净化效率大于９８．６％，二恶英净化效率９９．３５％。

流化床煤部分气化、热解脱硫过程试验研究

在一小型流化床试验台上进行煤部分气化、热解脱硫过程的试验研究.该试验系统由启动燃烧室、流化床本体、灰循环子系统、加料子系统、排渣子系统、蒸汽发生子系统以及测量控制子系统等组成.流化床本体直径为0.1m,高为4.22m,采用烟气夹套加热的方法维持床体温度.试验结果如下:当风煤质量比从2.5增加到5.0时,脱硫效率先增加后降低;当汽煤比从0.45增加到0.63时,脱硫效率也是先增加后降低;钙硫比增加,脱硫效率增加;床温升高,脱硫效率增加.与此同时,还研究了石灰石种类对脱硫效率的影响,以及气化、热解效率与脱硫效率间的相互关系.

石灰石浆液和石灰浆液三相流态化烟气脱硫比较研究

在处理烟气量 2 0 0 0m3 /h的热态实验装置上 ,进行了大量石灰石和石灰浆液烟气脱硫试验比较研究。试验结果表明 :当浆液pH值在 5～ 8之间 ,喷射管插入深度 16 0～2 0 0mm (相应的喷射器的压降为 15 0～ 190mmH2 O) ,喷射速度为 10～ 2 5m/s左右 ,循环倍率为 3,浆液浓度为 7%以下时 ,对反应加以搅拌和对产物强制氧化 ,使用石灰作脱硫剂可以获得 95 %以上的脱硫效率 ,使用石灰石作脱硫剂脱硫效率大于 75 % ,若在石灰石脱硫时使用添加剂也能获得90

飞灰循环流化床还原态脱硫和喷氨脱氮试验研究

随着煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）、第二代增压流化床燃烧联合循环（ＰＦＢＣ－ＣＣ）以及分级燃烧降低ＮＯｘ等技术的发展，还原态脱硫成了必须解决的问题。本文阐述了在飞灰循环分级燃烧燃煤流化床中还原态脱硫试验结果。与此同时，进行了喷氨脱氮试验。结果表明，还原脱硫效率高，喷氨脱氮效果好。

垃圾焚烧飞灰的熔融处理及浸取实验研究

本研究进行了垃圾焚烧飞灰的高温熔融及其熔渣的浸取性能实验。熔融实验在马弗炉中进行 ,浸取实验使用了蒸馏水、pH值为 4 5的醋酸溶液和pH值为 3的硫酸溶液 3种浸印剂。实验结果如下 :重金属Cd、Cr、Zn、Fe随熔融时间的增加 ,溶出量明显减小。延长熔融时间可减少这一类重金属的二次污染。重金属Hg由于其极易挥发 ,熔融时间对其溶出量几乎没有影响。Zn、Cd等重金属随熔融温度的升高 ,溶出量明显减小 ,升高熔融温度可减少这一类重金属的二次污染。重金属Cr的溶出量随溶剂pH值的升高而增加 ,而Cd、Pb、Zn在醋酸溶液中的溶出量最大 ,硫酸次之 ,水中最小。这是因为这些重金属和醋酸发生了络合反应 ,因而溶出量增大。

生物油/生物柴油混合燃料的热稳定性

为了考察生物油/生物柴油混合燃料的热稳定性,分析了该混合燃料在不同的存储温度和存储时间下组分物化性质的变化,并测试了存储前后该混合燃料的黏度、水分含量、酸度、平均分子质量等理化特性.实验结果表明:当存储温度为80℃,存储时间为180 h时,样品的含水量小于0.7%;黏度随存储温度的升高和存储时间的延长变化不大.利用FTIR和GPC分析了样品在存储过程中的化学变化.GPC结果表明,样品的分子质量有所增大,原因可能是在存储过程中发生了聚合或缩合反应.FTIR结果表明,生物油/生物柴油混合燃料中存在O—H伸缩振动、C—H伸缩振动和C=O伸缩振动,这些官能团吸收强度的增加说明在存储过程中发生了酯化、醚化等化学反应.

PFBC-CC 燃机叶片试片腐蚀/磨蚀初步研究

介绍了ＰＦＢＣ－ＣＣ燃机叶片腐蚀／磨蚀试验装置的系统、主要部件、允许试验参数及其主要特点．累计４００多小时的热态试验表明该装置性能稳定，达到了设计要求．初步试验结果是：高、低温试验区均为腐蚀／磨蚀联合作用，高温试验区腐蚀为主，低温试验区磨蚀为主．