化学团聚耦合低温省煤器强化除尘协同脱硫废水零排放试验研究

煤燃烧产生的细颗粒物和烟气脱硫产生的脱硫废水是燃煤电厂污染治理的难点。该文提出一种化学团聚耦合低温省煤器强化除尘协同脱硫废水零排放的处理工艺。将加入团聚剂的工艺水或脱硫废水通过双流体雾化喷入低温省煤器前烟道,细颗粒物在化学团聚剂液桥力的作用下发生团聚长大,沿程水分蒸发后,液桥力转化为固桥力形成大的团聚体,耦合低温省煤器促进静电除尘器对细颗粒物的脱除效率。示范试验结果表明,运行化学团聚可使粉尘排放浓度降低63.1%,168 h内平均粉尘排放浓度为2.66 mg/m^(3);基于运行数据优化了团聚剂喷量与低温省煤器循环水量;连续运行脱硫废水对强化除尘效果没有明显影响,实现了超低排放以及脱硫废水零排放。

改性磁珠吸附剂脱汞及脱附再生动力学研究

为了有效控制燃煤烟气中的汞排放和有效解决燃煤飞灰的资源化利用问题,制备出一种新型的氯化铜改性磁珠脱汞吸附剂(Cu-MF)。在固定床吸附系统中,系统研究了反应温度(100℃~180℃)、烟气流量(0.8 L/min~1.5 L/min)、吸附剂用量(0.2 g~1.0 g)、SO_(2)体积分数(800×10^(-6)~1200×10^(-6))和NO体积分数(100×10^(-6)~300×10^(-6))对改性磁珠吸附剂汞吸附性能的影响。分别采用准一级和准二级动力学模型分析了改性磁珠吸附剂的汞吸附机制和控制过程,通过程序升温脱附(temperature programmed desorption,TPD)的方法探讨了改性磁珠吸附剂的汞脱附再生过程。结果表明:改性磁珠吸附剂在120℃~150℃区间内具有较高的汞脱除能力,吸附剂用量的增加有利于汞的脱除,而烟气流量和烟气组分(SO_(2),NO)对改性磁珠吸附剂汞吸附性能的影响较小。在不同反应温度和不同烟气流量下,改性磁珠吸附剂的脱汞过程可以通过准一级和准二级动力学模型描述。当吸附剂用量大于0.5 g时,改性磁珠吸附剂的吸附行为受物理吸附及化学吸附行为双重因素控制,可以分别用准一级和准二级动力学模型来描述改性磁珠吸附剂在SO_(2)和NO存在时的汞吸附过程。改性磁珠吸附剂的汞脱附行为更符合准一级动力学模型。

基于堆栈电解池的纳米SnO_(2)电催化CO_(2)还原试验

利用新能源电能电催化还原二氧化碳(CO_(2))技术能在减排降碳过程将CO_(2)转化为增值化学品,有广阔应用前景,在多种还原产物中,甲酸(HCOOH)易储存和运输,储氢密度高,应用前景好。氧化锡(SnO_(2))电催化材料成本低、毒性小,且SnO_(2)用于电催化还原CO_(2)制HCOOH选择性高。而在电催化还原的工业化中,合理的电解池结构有重要意义。为探究更合理的电解池结构,提出一种自制的多层堆栈式电解池,将通过火焰喷雾热解方法制备的SnO_(2)纳米颗粒作为电催化剂,进行电催化还原CO_(2)研究。探究电解池的阴极-阳极间距、电解液流速、电解液浓度及电极堆栈数目等参数对电催化性能影响。试验结果显示:阴极-阳极距离越小,电能损耗越少,电催化还原CO_(2)性能更佳;电解液的流速对催化剂还原性能无明显影响,但过大的流速使反应的电流密度产生大的波动;在电解液浓度小于1 mol/L时,催化剂对HCOOH的选择性随着电解液浓度增加而增加,而在电解液浓度大于1 mol/L时,各产物的选择性趋于稳定;电极堆栈排放时,电流密度略下降,但整体法拉第效率和HCOOH的法拉第效率均所提高,并对析氢反应有较明显抑制作用。使用堆栈电解池可减小电荷转移电阻及扩散电阻。对于该堆栈电解池,在阴极-阳极间距10 mm、施加电位-1.2 V vs.RHE、KHCO_(3)浓度1 mol/L下,SnO_(2)在堆栈条件对HCOOH的法拉第效率达37.53%,且总的法拉第效率达75.83%。结果表明:使用堆栈电解池可提升催化剂催化性能,提升目标产物的选择性。

CuGa_(2)电催化CO_(2)还原制合成气

碳达峰、碳中和是实现我国绿色可持续发展发展的重大战略需求。合成气作为现代化工生产的重要基础原料,其传统的制备方法高度依赖化石能源,导致了大量的温室气体排放利用可再生电力驱动的电催化CO_(2)还原制合成气技术作为一种环保且可持续的替代方案,近年来受到广泛的研究与关注。虽然已有研究探讨了不同催化剂对电催化CO_(2)还原制合成气的V(H_(2))/V(CO)的影响,但对于在单一催化剂上实现对合成气产物中H_(2)和CO选择性的有效调控仍具有挑战性。为了实现在单一催化剂上对合成气产物中V(H_(2))/V(CO)的选择性调控,本研究采用高温固相合成工艺合成了CuGa_(2)金属间化合物,用以作为电催化剂来实现高选择性、可调性电催化CO_(2)还原制合成气,并通过SEM、EDS、XRD和XPS等一系列表征分析手段,研究了CuGa_(2)金属间化合物的理化特性与电化学性能,并探究了CuGa_(2)金属间化合物在电催化CO_(2)还原过程中的相关催化机理。研究结果表明,该催化剂作为CuGa_(2)和少量金属氧化物的混合物,能够通过改变电解液浓度、调控pH值的手段,显著调控其对于电催化CO_(2)还原反应(eCO_(2)RR)和析氢反应(HER)的选择性,从而调控合成气产物中的V(H_(2))/V(CO)。此外,不同电位对V(H_(2))/V(CO)的影响测试结果显示,通过控制施加电位,可以调节CuGa_(2)催化剂活性位点的利用率,进而改变eCO_(2)RR和HER的选择性,实现合成气产物中V(H_(2))/V(CO)在0.3~4内可调。

富氧燃烧气氛下酸性气体对磁性生物焦脱汞性能影响

磁性生物焦已被证明是一种高效脱除单质汞(Hg^(0))的吸附剂。然而,SO_(2)、NO和HCl是富氧燃烧烟气中的酸性成分,其在磁性生物焦脱除Hg^(0)中的作用尚未确定。研究通过模拟富氧燃烧气氛实验装置,深入探讨了不同反应温度下酸性气体浓度对Hg^(0)吸附、氧化效率的影响,以及磁性生物焦的热再生循环性能。结果表明:120℃下,体积分数为0.4%的SO_(2)可促进磁性生物焦对Hg^(0)的吸附,脱汞率达93.5%,但较高体积分数SO_(2)(>0.4%)则产生抑制作用,且少量Hg^(0)被氧化,部分缓解SO_(2)对Hg^(0)的吸附抑制;同时,NO在富氧燃烧气氛中也表现出类似的规律;气态HCl是一种重要的促进剂,在体积分数为0.02%的HCl存在下脱汞率接近100%,可抵消烟气组分带来的不利影响。然而较高温度下,SO_(2)对磁性生物焦脱汞的作用规律与120℃时相似。350℃,体积分数为1.6%的SO_(2)对Hg^(0)吸附抑制作用更强,吸附效率只有19.5%,低于Hg^(0)氧化效率,主要生成更多的C=O等含氧官能团;NO在较高温度下也表现出较强的抑制作用,随着NO浓度增加脱汞率逐渐降低,最终降至50%左右。可见,高温、高浓度SO_(2)及NO不利于磁性生物焦脱汞。此外,脱汞后失活的磁性生物焦具有优异的热再生稳定性,在450℃下热再生并循环4次后仍有80%左右的脱汞效率。

焚烧飞灰中六价铬化合物碳热还原脱毒

碳热还原是垃圾焚烧飞灰中六价铬化合物还原脱毒的有效手段,但碳热还原条件和飞灰的组分变化会影响铬的形态转化。使用竹炭(bamboo charcoal,BC)和粉末活性炭(powered active carbon,PAC)与Na_(2)CrO_(4)反应探索碳热还原中Cr(Ⅵ)形态转化的过程,并分析碳热反应中4种氧化物对Cr(Ⅵ)形态转化的影响。实验结果表明,1000℃以下Na_(2)CrO_(4)被还原为NaCrO_(2),高于1000℃则转化为Cr_(3)C_(2)。氧化物存在时,高于1000℃后Fe_(2)O_(3)与被BC还原的铬反应生成FeCr_(2)O_(4),在CaO含量高时转化为CaCr_(2)O_(4);若添加过量BC则仍以Cr_(3)C_(2)为主。在喷钙的飞灰中,CaO与被还原的Cr反应生成CaCr_(2)O_(4);若添加过量的BC,Cr(Ⅵ)则被还原为Cr_(3)C_(2)。

350MW燃煤电站Se、As、Pb迁移转化规律

本文基于国内某350 MW燃煤电站开展了重金属排放控制研究,系统分析了燃煤烟气尾部净化不同位置重金属的浓度分布,揭示了Se、As、Pb等重金属的迁移转化规律。研究表明,ESP出口,1μm以下、1~2.5μm、2.5~10μm的细颗粒态Se、As、Pb浓度均低于0.80μg/m^(3),ESP对细颗粒态重金属的脱除效率均超过95%。在ESP和WFGD联合作用下,气态Se、As、Pb的综合脱除效率分别为75.62%、87.48%、40.20%,排放至大气中的气态重金属浓度显著降低。此外,由于石灰石浆液和工艺水中As含量较高,导致该机组脱硫废水和石膏中As含量分别达到199.19μg/L和22.25 mg/kg,需要引起重视。考虑到燃煤副产物利用和堆积可能引发环境累积效应,若不经处理直接排放将对周围环境的安全造成潜在风险。

缩合型阻燃陶瓷化硅橡胶的制备和性能

以α,ω-端羟基聚硅氧烷为基体、复合陶瓷粉和气相白炭黑为填料,通过脱氢缩合制备了阻燃陶瓷化硅橡胶,考察了复合陶瓷粉用量、生胶侧基种类和烧蚀温度对阻燃陶瓷化硅橡胶性能的影响。结果表明,当复合陶瓷粉用量为120份(质量)时,含侧甲基的107硅橡胶的各项物理机械性能几乎同时达到最佳,拉伸强度4.69 MPa,扯断伸长率686%,邵尔A硬度48,弯曲强度12.29 MPa。相比于107硅橡胶和含侧苯基的108硅橡胶,由含侧甲基乙烯基的109硅橡胶制备的陶瓷化硅橡胶具有更好的热稳定性,1000℃下的残炭质量分数高达86%;具有更优异的阻燃性能,极限氧指数为49.5%,垂直燃烧等级为V-0级;同时还具有更低的成瓷温度,在600℃时成瓷效果良好。

双酚A型邻苯二甲腈树脂的合成及固化性能研究

以双酚A和4-硝基邻苯二甲腈为原料,合成了双酚A型邻苯二甲腈树脂。然后利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了合成树脂的结构。以双酚A型邻苯二甲腈树脂为基体,筛选了过渡金属盐、芳香二胺、有机酚类等固化剂,通过差示扫描量热仪(DSC)研究了ZnCl2、DBTDL、m-BAPS、DDM、4,4′-联苯二酚及各类复合固化剂对树脂的固化行为。研究结果表明:(1)成功合成了目标产物双酚A型邻苯二甲腈树脂单体。(2)在复合固化剂的组合中,ZnCl2和DDM组成的无机金属盐/有机胺复合固化剂具有较高的固化反应活性,ZnCl2和4,4′-联苯二酚组成的无机金属盐/有机酚复合固化剂以及DBTDL和4,4′-联苯二酚组成的有机金属盐/有机酚复合固化剂次之,DBTDL和DDM组成的有机金属盐/有机胺复合固化剂以及DDM/4,4′-联苯二酚组成的有机胺/有机酚复合固化剂的固化活性则较弱。(3)对比各类代表性催化剂、固化剂及其复合固化剂,以无机金属盐为代表的过渡金属盐催化剂及其复合固化剂具有最高的固化反应活性,有机胺类次之,有机酚类及其复合固化剂的反应活性较低。

有机硅胶粘剂加速老化与自然老化的相关性研究

选取一种单组分有机硅胶粘剂在国内典型气候条件下的漠河和敦煌两个试验站进行了自然大气暴露试验,同时在实验室环境下进行了热空气老化、湿热老化、高低温交变老化和氙灯老化4种人工加速老化试验。通过测试老化后有机硅胶粘剂试样的拉伸强度、断裂伸长率和拉伸剪切强度3种力学性能,采用灰色关联分析的方法,计算了自然老化与各种人工加速老化之间的关联度,找出了退化趋势与自然老化最相似的加速老化条件,并用Pearson相关系数的方法进行了验证。进而进行了加速因子的计算,根据加速因子即可快速预测有机硅胶粘剂在自然老化过程中的性能退化规律。研究结果表明:以拉伸剪切强度的保留率为性能衰退指标时,氙灯老化试验与漠河和敦煌两个地区自然老化试验的相关性最大,关联度分别为0.92和0.95,加速因子分别为5.51和4.14。

“双碳”目标下煤电机组节能改造技术发展与实践

在碳达峰碳中和背景下,煤电行业节能减碳是亟需解决的问题。通过改造案例对煤电机组各种节能改造技术进行了总结分析,重点分析了锅炉和汽轮机优化改造技术对电厂总体节能升级改造的影响。现有的煤电节能改造技术包括机组升温改造和设备升级改造等,关键在于对汽轮机、锅炉及其辅助系统的合理优化。实践证明:提升参数改造技术具有一定节能效果,跨代升级改造可节约发电标煤耗3.5~8.5 g/(kW·h),必要时需配合汽轮机和锅炉受热面改造;汽轮机提效改造技术节能效果较好,通流改造节约发电标煤耗一般为6.0~10.0 g/(kW·h),具有较强的可行性;锅炉受热面改造、管道改造的费用要高于通流改造的投资,节约发电标煤耗约3.5~4.5 g/(kW·h);锅炉采用先进余热回收技术可节约发电标煤耗约0.4 g/(kW·h);而先进制粉系统的应用也可大幅提高煤粉分离器效率,使锅炉效率提升0.2%~1.0%。煤电行业未来需注重节能技术与低碳等其他技术之间的耦合应用以及节能降碳评价体系的建设,针对机组特点形成可优化、可评价的节能降碳技术集成方案,支撑煤电行业绿色低碳转型。

耐高温压敏胶研究进展

本研究介绍了耐高温压敏胶的应用领域,将应用较多的耐高温压敏胶从耐高温型丙烯酸酯压敏胶(金属螯合物交联、多元异氰酸酯交联、多环氧基化合物交联以及辐射交联等4种化学交联改性)、耐高温型聚氨酯压敏胶以及耐高温型有机硅压敏胶三类展开叙述,分别介绍了三类压敏胶的可耐高温改性方法与研究进展。

热熔压敏胶研究进展

本研究综述了国内外SIS基热熔压敏胶和聚氨酯热熔压敏胶的研究进展,阐述了二者的优缺点、改性方法(如聚合改性、物理共混改性、化学改性)以及研究应用领域(如金属粘接、物流标签、建筑防水材料和医用胶粘剂等)进展,并对SIS基热熔压敏胶和聚氨酯热熔压敏胶的未来发展方向做了展望。

丙烯酸酯基导电压敏胶研究进展

综述了丙烯酸酯基导电压敏胶的三类填料的研究进展,包括金属填料、无机非金属填料以及杂化填料。对丙烯酸酯基导电压敏胶的结构设计进行了汇总,包括在丙烯酸酯基础上接入氨基甲酸酯键、环氧基团的导电压敏胶。最后对丙烯酸酯基导电压敏胶未来发展进行了展望。

CaO对煤中砷挥发性的抑制作用

在一定条件下CaO与As化合生成稳定的Ca3 (AsO4 ) 2 。模拟固定床燃烧试验 ,815℃下 ,CaO对煤中砷挥发性的抑制率范围在 3 0 5 %～ 37 35 % ,平均为 15 31% ,抑制效果明显。又进行了循环流化床燃烧试验 ,加入CaO后 ,砷在不同粒级流化床灰中的配置明显发生变化。细粒飞灰中砷含量明显降低 ,<0 0 30 8mm飞灰中砷含量从 172 8mg kg-1降至 17 6 7mg kg-1。烟道灰中砷含量降低 4～ 5 4倍以上。说明在煤燃烧过程中 ,一定温度条件下 ,CaO不仅可以固硫 ,而且对砷的挥发性也有明显的抑制作用。

固硫剂对煤燃烧过程中硒挥发性的抑制作用

为了解煤中硒在燃烧过程中的动态、煤中可交换阳离子含量对煤中硒挥发性的影响 ,以及固硫剂对煤中硒挥发性的抑制作用 ,将煤样进行了逐级化学提取实验、燃烧实验、硒抑制实验、X射线衍射分析以及原子荧光光谱分析 .实验结果表明 ,煤在 81 5℃下燃烧 ,煤中 97%以上的硒挥发 .在中低温度下煤中可交换阳离子含量影响硒的挥发性 .模拟固定床燃烧试验 ,81 5℃下CaO对煤中硒挥发性的抑制率范围在 1 1 6%～ 50 7% ,平均为36 0 % .小型循环流化床燃烧试验 ,加入CaO后硒在不同粒级流化床灰中配置明显发生变化 ,细粒飞灰中硒含量明显降低 ,<0 0 30 8mm飞灰中硒含量从 2 4 1mg·kg-1降到 1 0mg·kg-1.烟道灰中硒含量降到 1 4以下 ,烟道喷淋水中硒含量降低了 2个数量级 .循环流化床燃烧 ,CaO对硒挥发性的抑制作用更加明显 .固硫剂不仅可以固硫 ,而且对硒的挥发性也有一定的抑制作用 .

基于化学团聚技术强化脱除细颗粒物的试验研究

燃煤机组经过超低排放改造后,除尘器对粉尘的脱除效率大大提升。然而,除尘器对PM_(2.5)等细颗粒的捕获能力有限,导致许多细颗粒通过烟囱排入大气,降低了周边空气质量。基于化学团聚技术,在国内某600 MW燃煤电站开展细颗粒物排放控制示范试验研究,旨在通过系统的采样测试探究化学团聚技术对PM_(2.5)排放的控制效果。基于固定污染源采样标准(ISO 23210-2009)开展现场采样测试。对化学团聚技术投运前后细颗粒物排放质量浓度进行检测,依托样品表征方法对颗粒样品进行测试分析,综合评价化学团聚技术对燃煤细颗粒排放的控制作用。结果表明:团聚吸附剂喷射后,静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)入口粉尘的平均粒径由57.3μm增大至69.6μm,平均粒径增大21.5%;团聚后,ESP入口PM_(1),PM_(2.5),PM_(10)质量浓度分别由124.2 mg/m^(3),359.5 mg/m^(3),947.7 mg/m^(3)减小至85.6 mg/m^(3),240.6 mg/m^(3),492.0 mg/m^(3),团聚效率分别为31.1%,33.1%,48.1%。飞灰粒径筛分结果表明:团聚后,粒径在38μm以下的飞灰质量分数由32.7%减小至9.2%,而粒径在38μm~75μm范围内的飞灰质量分数由29.7%增大至62.8%;最终,在团聚吸附剂作用下,湿法烟气脱硫(wet flue gas desul furization,WFGD)出口总粉尘质量浓度由1.32 mg/m^(3)降低至1.09 mg/m^(3)。综上,化学团聚技术对燃煤电站细颗粒物团聚效果显著,PM_(2.5)脱除效率显著提升。

煤中硒的研究现状

中国煤中硒平均含量高于美国煤和世界煤。中国燃烧型硒污染比较严重。本文总结了煤中硒的分布特征、赋存状态、成因、迁移转化和对环境的影响及其研究进展。

燃煤砷污染和抑制研究进展

对煤燃烧过程中微量砷的污染和抑制的国内外研究现状进行了综述 .概述了煤燃烧过程中微量砷的排放对环境产生的危害 .分析了煤中砷在燃烧过程中不同温度下的转化形态 ,烟气中砷的主要存在形态 ,以及煤中砷在燃烧产物中的配置和主要影响因素 .给出了美国不同电站的燃煤锅炉、工业燃煤锅炉以及民用燃煤锅炉砷的排放因子 .探讨了不同吸附剂与含砷化合物的作用机理 ,以及减少燃煤过程中砷污染的可行性 .

黔西南煤层主要伴生矿物中汞的分布特征

将黔西南煤层中不同成因的7种主要矿物分离,对其进行光学显微镜、扫描电镜及能谱分析;利用冷原子吸收光谱测定煤及矿物中汞的含量;并结合矿物包裹体测温和硫同位素分析,研究结果表明,黔西南煤层中汞主要分布于矿物中。不同成因黄铁矿中汞含量明显不同,后期低温热液成因的黄铁矿中汞含量(22.5×10^(-6))>>结核状黄铁矿中的(3.51×10^(-6))>块状黄铁矿中的(2.97×10^(-6))>后期淋滤成因黄铁矿中的(1.80×10^(-6))。煤中后期低温热液成因的黄铁矿脉中汞(22.5×10^(-6))和方解石脉中汞(11.9×10^(-6))含量高,煤层所含方解石中含汞量较高以前未见报道。黔西南煤层中,原生成因的汞含量很低,后期淋滤成因的汞含量占较大比例,特别是后期低温热液成因的汞是部分煤中汞最主要来源,通过洗选可大大降低煤燃烧过程中汞的排放量。