Ti-Al复合载体载锰催化剂同时脱硝脱汞实验

采用溶胶-凝胶法制备了一系列TiO2、TiO2-Al2O3(TiAl)、MnO2/TiO2(MnTi)和MnO2/TiO2-Al2O3(MnTiAl)样品,在固定床实验装置上研究了MnTi和MnTiAl催化剂的脱硝、脱汞性能,并对相应的样品进行了BET、XRD、H2-TPR、XPS表征分析。表征结果表明,Al2O3掺入TiO2后能极大提高载体的比表面积,提升催化剂氧化还原性能,且有利于高价态锰离子(Mn^3+和Mn^4+)和化学吸附氧(O^*)在催化剂表面富集。固定床实验结果表明,在反应温度范围内,MnTiAl催化剂脱硝、脱汞性能均优于MnTi催化剂,MnTiAl催化剂在200℃时脱硝、脱汞效率分别高达88.5%和96.1%。MnTiAl脱除烟气Hg0过程中,将Hg0氧化为Hg^2+的同时,催化剂表面Mn^3+、Mn^4+和O^*浓度均被消耗,同时烟气中的O2能将催化剂表面较低价态的锰离子(Mn^2+和Mn^3+)重新氧化为高价态锰离子(Mn^3+和Mn^4+),并且能补充催化剂表面的化学吸附氧(O^*),进而实现催化剂催化氧化Hg0过程。

锰负载钛锆和钛锡复合氧化物催化剂烟气脱汞实验研究

采用共沉淀法制备了TiO2、TiZr和TiSn载体,浸渍锰制备了10%MnO2的MnTi、MnTiZr和MnTiSn催化剂。采用BET、XRD、H2-TPR、FT-IR和XPS等对样品进行表征,并对三种催化剂进行固定床脱汞性能实验。结果表明,在100-300℃,MnTiZr和MnTiSn催化剂脱汞性能均优于MnTi催化剂,这归因于Sn和Zr的引入提升了催化剂比表面积和低温氧化还原性能增加了催化剂表面的酸性位点数量、高价态锰离子和O^*含量;在反应温度为150-300℃,MnTiSn催化剂脱汞效率均高于MnTiZr催化剂这是由于前者具有更好的氧化还原性能,表面具有更多含量的高价态锰离子、O^*含量和酸性位点数量;在Hg0脱除过程中催化剂表面活性组分如高价态锰离子和O^*均消耗,参与了Hg)氧化为Hg2+的反应且MnTiSn催化剂表面活性组分的消耗量更多。

CuCl2改性磁性凹凸棒土的脱汞性能

通过在凹凸棒土(Atp)表面负载铁氧化物进行磁改性而生成的磁性凹凸棒土(MAtp),相对于一般脱汞吸附剂而言,更易分离回收,具有实际应用的前景,但脱汞效率较低。本文选取磁质量分数为50%的MAtp,采用浸渍法对其进行CuCl2改性,在利用固定床实验系统上探究了CuCl2负载量、反应温度和烟气组分(O2、SO2、NO、HCl)对其脱汞性能的影响,结合多种表征结果分析其脱汞机理。结果表明:CuCl2负载量的最佳值为5%;一定范围内反应温度与脱汞效率呈正相关,超过250℃时吸附剂的孔隙结构会遭到破坏,发生脱附现象;O2和HCl对吸附剂脱汞性能有明显提升,NO影响较小,SO2会与Hg0竞争吸附,抑制效果显著;CuCl2改性后的MAtp脱汞性能优良,同时延续了较好的磁分离特性,为选择高效实用的脱汞吸附剂提供了研究方向。

650MW燃煤电站锅炉对流受热面吹灰优化

吹灰器定时、定量吹灰仍是当前多数火电机组锅炉的吹灰策略,忽略了受热面的实际积灰污染情况,影响锅炉运行的安全性与经济性。吹灰策略优化是解决这一问题的关键,从机组运行的经济性角度出发,分析了受热面的积灰变化预测模型,考虑吹灰操作带来的换热量收益与吹灰蒸汽消耗,建立了一种单位时间内吹灰净收益最大的吹灰优化模型。结果表明,75%额定负荷运行工况下,此优化吹灰模型可在降低吹灰频率的同时节省0.136 kg/min标煤热量。

SO_(2)气氛下316L合金纤维滤袋的气固腐蚀特性

高温除尘领域,316L合金纤维滤袋由于可重复利用性引起广泛关注,但316L合金纤维材料的气固腐蚀特性及机理尚不明确,成为实际应用中的风险因素。基于316L合金纤维滤袋的气固腐蚀特性,采用固定床模拟腐蚀试验,研究SO_(2)气氛下316L合金滤料的腐蚀行为,分析腐蚀后滤料的过滤性能及力学性能变化,探究SO_(2)浓度和烟气组分(O_(2)、H_(2)O)对其腐蚀特性的影响,并结合腐蚀前后滤料微观形貌以及元素分布,研究腐蚀机理。结果表明,316L合金纤维滤料的整体腐蚀程度低,腐蚀周期内腐蚀增重率最大为2.30 mg/g,主要体现为局部腐蚀,表面点蚀坑内观察到Mn、S元素的富集,局部质量分数达21.28%、13.08%;SO_(2)浓度变化对腐蚀反应的影响较弱,O_(2)对腐蚀过程的影响主要体现在腐蚀初期的氧化反应,对整体腐蚀进程的促进作用很小,H_(2)O对于腐蚀反应具有显著的抑制作用;腐蚀后滤料透气度和孔结构稳定性保持良好,开孔隙率降至小于5%,而材料屈强比显著提高,抗振性能显著下降。

Co掺杂铁基氧化物吸附剂燃煤烟气脱汞实验研究

使用柠檬酸法制备了Co掺杂的铁基氧化物(FeCo)吸附剂,通过固定床脱汞实验装置系统考察了FeCo吸附剂的脱汞性能,并利用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段分析吸附剂的物理化学特性。结果表明,α-Fe2O3中掺入Co后,比表面积、孔结构特性均得到改善,且氧化还原性能也相应提升;FeCo吸附剂在200-250℃获得最高约97%的脱汞效率;烟气中O2和NO的存在有助于FeCo吸附剂对Hg0的脱除,而SO2和H2O则抑制FeCo吸附剂对Hg0的脱除,同时NO能削弱SO2对FeCo脱汞的抑制作用。在脱汞过程中,FeCo吸附剂表面的活性组分Fe3+、Co3+和O*均消耗,参与了Hg0氧化反应,且吸附剂表面生成了HgO。在含SO2气氛中进行脱汞反应后,FeCo吸附剂表面发生硫酸盐化,从而削弱了吸附剂的脱汞性能,汞在吸附剂表面以HgO和HgSO4形式存在。

接触式蒸发处理垃圾渗滤液膜浓缩液试验研究

采用接触式蒸发处理垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液,考察了气体温度、气体流量、初始pH和蒸发率对冷凝液水质的影响。结果表明:随着气体温度的增加,稳定蒸发温度不断提高,冷凝液COD先降低后升高,而NH3-N先升高后降低;随着气体流量的增加,冷凝液COD先降低后升高,而NH3-N不断增加;随着初始pH的升高,冷凝液COD降低,而NH3-N则相反。蒸发初期,冷凝液COD及NH3-N较高,随蒸发率的提高,其含量不断降低,并在末期有所提高;蒸发初期和末期气体夹带较为显著。

改性高岭土捕集CdCl2、PbCl2蒸气

针对两种重金属氯化物PbCl2、CdCl2,探究高岭土表面羟基对吸附重金属的作用。对高岭土进行煅烧及水热改性,并在两段式管式炉上进行高岭土捕集重金属氯化物蒸气实验,并使用原子吸收分光光度计(AAS)测量吸附剂中的重金属氯化物含量。吸附数据表明对于PbCl2及600~700℃的CdCl2吸附,高岭土经过煅烧吸附效率大幅降低,水热重新赋予羟基后吸附效率有所提升,但仍低于原高岭土。结合热重(DTG)及红外谱图(FTIR)分析可知,高岭土经800℃煅烧脱除全部羟基,经水热重新获得部分羟基,且所获数量随水热程度的加深而增多,结合XRD谱图可知羟基促进了高岭土与重金属氯化物的吸附反应;800℃以上高温下原高岭土吸附效率逐渐低于煅烧高岭土和水热高岭土,结合核磁共振谱图(NMR)分析可知其原因在于,高岭土经煅烧改性及水热改性,Al原子配位数降低,活性增强,更易与重金属氯化物蒸气结合。

烟气中CO_(2)/O_(2)气氛对稻壳流化床热解制炭的影响规律

烟气常用作流化床热解的气体热载体,而烟气中低浓度的CO_(2)、O_(2)等成分对流化床热解制炭的影响少有报道。在自行搭建的小型流化床实验台上开展了不同气氛(不同N_(2)/O_(2)/CO_(2)体积比,简单模拟烟气氛围)下稻壳热解制备生物炭试验研究,获得了稻壳热解三相产物产率分布规律、稻壳生物炭工业分析特性基本特征,通过FTIR、BET手段分析了生物炭表面官能团及多孔结构变化情况,同时探究了不同O_(2)浓度下稻壳热解制炭能量转移特性。结果表明:提高O_(2)和CO_(2)浓度均有利于热解产物由固相向气相转移,会降低炭产率、降低生物炭中有机组分含量,但有利于生物炭表面形成多孔结构和提高表面官能团芳香化程度;稻壳在低O_(2)浓度下热解能达到80%上的能耗比以及70%以上的能量回收率。

石灰混凝-浸没蒸发协同处理垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液

为提高垃圾渗滤液膜浓缩液减量化水平,采用石灰混凝-浸没蒸发协同处理纳滤膜浓缩液,获得了处理过程中水质变化规律。结果表明:单独采用石灰混凝处理,在石灰投加量为2 g/L时,膜浓缩液混凝软化效果最佳 随着石灰投加量增加,此时,膜浓缩液pH=10.58,硬度去除率为29.1%,COD去除率为24.1%,NH3-N去除率为67.3%。。采用石灰混凝-浸没蒸发协同处理,石灰投加量为2 g/L、浓缩倍率为10时,蒸发残液软化效果进一步提升,较单独处理,硬度去除率由29.1%提升至65.9%,COD去除率由24.1%提升至41.2%,NH3-N去除率由67.3%提升至81.4% K^+浓度由样液中4300 mg/L提高到36210 mg/L、Na^+浓度由5860 mg/L提高到48300 mg/L,为资源化利用提供了条件 冷凝液ρ(COD)由26.3 mg/L降低至16.3 mg/L,ρ(NH3-N)由2.0 mg/L降低至1.4 mg/L,出水可满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》相关要求。