三种煤的部分气化生成多环芳烃的试验研究

多环芳烃(PAHs)是煤气化过程中产生的一类有害有机物质，具有强烈的致癌性和致突变性，越来越受到人们的关注。文中在一台小型常压流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的3种煤部分气化试验，采用高效液相色谱法(HPLC)对煤气化产物中被美国环保署(US EPA)指定的16种PAHs进行了测定，研究了煤部分气化过程中煤自身性质对多环芳烃生成和赋存规律的影响。试验结果表明：煤部分气化PAHs生成量高于原煤PAHs含量(徐州烟煤除外)；原煤固定碳和硫含量增加，煤部分气化PAHs生成量先增后降，挥发分含量增加，PAHs生成量却呈现出相反的变化规律；提高灰分含量或采用低发热量原煤，可以降低煤部分气化PAHs生成。

DBU-GAC型CO2吸附剂性能研究

为了实现烟气CO2的低成本、高效捕集,研究负载1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯(1,8-diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene,DBU)的颗粒活性炭(granular activated carbon,GAC)吸附剂对CO2捕集性能。DBU负载率越高,吸附剂比表面积、总孔容积和微孔容积越小,平均孔径与负载率呈明显的负相关性;Langmuir模型是拟合DBU在GAC上吸附行为拟合优度最佳的模型,DBU在GAC上单分子层吸附要多于多分子层吸附;DBU-GAC吸附剂在低于140℃时具有良好的热稳定性,DBU能抑制吸附剂水分蒸发,有利于DBU与CO2耗水反应;DBU溶液对CO2具有很高的捕集效率,是常用一乙醇胺-甲基二乙醇胺(monoethanolamine-methyl-diethanolamine,MEA-MDEA)复合胺溶液的2.6～3.3倍;GAC负载适量DBU对模拟烟气CO2具有良好的捕集效率,消除膜封效应能提高DBU-GAC吸附剂对CO2的吸附容量。

萘在炭质吸附剂上的静态吸附机理

通过分析考察试验吸附等温线与Langmuir,BET和Freundlich模型的拟合结果,以及吸附剂的结构参数(比表面积、总孔容积、平均孔径),对萘(Nap)在3种活性炭吸附剂上的静态吸附行为进行了研究.结果表明:3种活性炭吸附剂对萘均表现出良好的吸附能力(吸附量最高可达0.231 1 g/g),改性后活性炭颗粒吸附性能要明显优于原活性炭;萘在活性炭颗粒(AC-a,AC-c)和活性炭粉末(AC-b)上的吸附行为存在差异,在活性炭颗粒上表现为单分子层吸附的过程,而在具有突出比表面积的活性炭粉末上,吸附过程表现出多分子层吸附的特征.Langmuir和BET模型可以分别对萘在活性炭颗粒和粉末上的静态吸附行为进行合理的预测.

我国8种市售蚊香燃烧烟气中多环芳烃的排放特征

利用GC-MS对8种具有代表性的市售蚊香燃烧烟气中16种列入美国环境保护署（US EPA）优先控制的多环芳烃（PAHs）进行分析.结果表明：有烟蚊香烟气中16种优先控制的PAHs均有检出（6号蚊香除外）,排放因子较大的化合物主要有萘、苊、二氢苊、菲和荧蒽;无烟蚊香烟气中仅检出10-11种,排放因子最大的化合物是菲,其次为萘;各种蚊香烟气中PAHs均以2-3环化合物为主,约占排放量的83.3%-98.0%.同无烟蚊香相比,有烟蚊香烟气中PAHs的排放量较大,毒性也较高.根据烟气中PAHs排放因子估算出一盘蚊香燃烧后烟气中苯并[a]芘排放量相当于燃烧4支香烟,PAHs排放量相当于燃烧8支香烟;蚊香燃烧后室内空气中ρ（PAHs）高达1 486.60 ng/m3,其中ρ（苯并[a]芘）为8.07 ng/m3,超过其《室内空气质量标准》（GB/T18883─2002）中的日均限值.

低环多环芳烃(萘、苊)在活性炭上的热脱附行为

利用SETSYS Evolution 16型热重分析仪,在氮气气氛下分别研究了萘和苊在活性炭(AC)上的热脱附行为,并采用多升温速率法和单升温速率法相结合的方法,得到萘和苊在AC上的热脱附反应动力学方程及其动力学参数,结果表明:萘在AC上的热脱附反应动力学模型为Avrami-Erofeev方程,反应级数为1.5,脱附活化能(E)均值为63.38kJ/mol,lnA均值为11.75;苊在AC上的热脱附反应动力学模型亦为Avrami-Erofeev方程,反应级数为2,E均值为95.49kJ/mol,lnA均值为16.80.

萘和苊在活性炭上的脱附动力学研究

将热分析动力学方法引入多环芳烃脱附动力学的研究中,以活性炭上吸附的萘和苊为研究对象,在SETSYS Evolution 16型热重分析仪上得到了不同升温速率条件下的失重–微商失重(thermogravity-differential thermogravity,TG-DTG)曲线,根据参数特征值研究萘和苊的脱附行为。采用等转化率法求得萘和苊在活性炭上的平均脱附活化能分别为65.89和96.13 kJ·mol·1,根据主曲线法判断出最概然机理函数为JMA类方程,并精确求得指前因子A和反应级数n,最终给出萘和苊在活性炭上的脱附动力学模型积分形式分别为:G(α)=[-ln(1-α)]1.6526和G(α)=[-ln(1-α)]1.9650(α为转化百分率)。

燃煤电厂多环芳烃的生成与控制

多环芳烃 (PAHs)对人体健康的危害极大。本文综述了燃煤电厂煤燃烧过程中多环芳烃的生成机理 (直接释放、热解合成和高温缩合机理 )和影响因素 (煤种、温度、锅炉负荷、过剩空气系数、停留时间、钙硫比和一次风 /二次风比 ) 。

空调滤网灰尘中多环芳烃分布特征及来源研究

利用气相色谱-质谱法对6台置于不同室内环境的空调滤网灰尘中16种优控多环芳烃(PAHs)进行分析测定.结果表明,6台置于不同室内环境的空调滤网灰尘中16种PAHs均可检出,且总浓度水平差异显著,∑PAHs为0.475～13.090μg/g,平均浓度4.345μg/g,其中餐馆∑PAHs的浓度最高;PAHs单体浓度也存在着较大的差异,其中苯并[a]蒽(BaA)的含量最高,其次为(Chr),苊(AcP)含量最低;6台置于不同室内环境的空调滤网灰尘中PAHs的环数分布特征较为相似,4环和5环PAHs占优势,平均比例分别为38.3%和28.3%;家居室ρ(BaA)/ρ(Chr)为0.680,餐馆中ρ(BaA)/ρ(Chr)为1.564,初步判定2类主要的PAHs污染源分别是烟草烟气的燃烧源和烹饪源;6台置于不同室内环境的空调滤网灰尘中PAHs毒性当量差异明显,其中苯并[a]芘(BaP)的毒性当量平均占55.7%.

垃圾焚烧中多环芳烃的高效液相色谱测定

对垃圾焚烧过程中 1 6种多环芳烃经提取、浓缩和净化后 ,采用高效液相色谱法检测 .结果表明 :在实验浓度范围内 ,相关系数大多在 0 999以上 ,回收率范围为 60—1 1 7%,最低检出限为 1 97— 2 33pg ;同时 ,垃圾焚烧固体样品中多环芳烃浓度为 2 49—1 1 7 0 0mg·kg- 1 ,烟气中多环芳烃的浓度为 75 2 0— 1 88 0 0 μg·Nm- 3.

蚊香燃烧过程中多环芳烃的排放特征

对3种类型蚊香(有烟蚊香、微烟蚊香和无烟蚊香)原料、灰烬及烟气样品经索式提取、K-D浓缩和硅胶层析纯化后,采用GC-MS分析其USEPA推荐的16种优控多环芳烃的含量.结果表明,有烟蚊香和微烟蚊香烟气中多环芳烃总含量高于原料中的含量,无烟蚊香则相反.有烟蚊香和微烟蚊香原料以3环和4环多环芳烃为主,无烟蚊香原料以2环和3环多环芳烃为主,3种类型蚊香灰烬和烟气中多环芳烃均以2环、3环和4环化合物为主.通过对比蚊香燃烧前、后样品中多环芳烃的毒性,发现同原料相比,有烟蚊香燃烧后烟气中多环芳烃的毒性显著增加,而微烟蚊香和无烟蚊香则明显减少.

不同载体CuO-CeO_2催化剂对多环芳烃(萘)的氧化性能研究

以活性氧化铝颗粒(GAA)、13X分子筛(13XMS)和4A分子筛(4AMS)为载体,通过共浸渍法制备3种CuO-CeO2负载型催化剂,利用氮吸附-脱附、扫描电镜、X射线衍射等手段对催化剂进行表征,并在固定床催化反应装置上评价萘的催化活性。结果表明,载体对CuO-CeO2催化剂的性能影响很大,CuO-CeO2/4AMS对萘的催化能力较差,而CuOCeO2/GAA和CuO-CeO2/13XMS则具有良好的萘催化能力;随着催化反应温度升高,CuO-CeO2/GAA和CuO-CeO2/13XMS的催化能力显著提升,350℃时2种催化剂对萘的CO2产率分别为85%和81%,去除率均超过98%,CuO-CeO2/13XMS具有比CuO-CeO2/GAA更好的低温活性,250℃时CO2产率接近70%;CuO-CeO2/13XMS和CuO-CeO2/GAA经过5次循环实验后去除率均保持在92%以上,反应稳定性较好。

流化床部分煤气化实验研究

在一台小型流化床部分煤气化气化炉上 ,以空气和水蒸气为气化剂 ,在不同操作条件下 (给煤量、流化风量和蒸气量 ) ,进行了三种不同煤种的气化实验。研究结果表明 ,床温随给煤量和蒸汽量的增加以及流化风量的减小而降低 ;在一定范围内 ,煤气中CO含量随给煤量、流化风量和蒸汽量的增加以及煤化程度的降低而升高 ;煤气中H2 含量随给煤量和煤化程度的升高以及流化风量和蒸汽量的减小而降低 ;CH4含量随给煤量的增加而增加 ,随流化风量、蒸汽量和煤化程度的升高而降低。另外 ,煤化程度升高 ,生成煤气的热值减小。

燃煤流化床多环芳烃的研究现状

比较系统地讨论了燃煤流化床多环芳烃的研究现状。首先介绍了多环芳烃的理化性质、起源及其取样和分析。其次对流化床煤燃烧过程中燃烧参数对多环芳烃形成和排放的影响进行了探讨。最后给出了多环芳烃减量化方法和净化措施。

催化作用下流化床中煤部分气化的试验研究

在1台小型常压流化床气化炉上进行空气和水蒸汽存在条件下的煤部分气化试验,研究石灰石、碳酸钠和白云石3种催化剂对煤气组分、热值、煤气产率和碳转化率的影响。试验结果表明:添加催化剂能够有效地提高煤气质量、煤气产率和碳转化率,其中碳酸钠的催化效果最好,石灰石次之,白云石最差。

2-萘酚吸附树脂热解和燃烧特性的研究

利用热重—差热分析仪对染料化工企业产生的2-萘酚吸附树脂在4种不同气氛下的热重(TG)和微分热重(DTG)曲线进行研究。试验结果表明:2-萘酚吸附树脂在高温、氧化条件下不稳定,易于分解,其热分解失重率受气氛变化的影响较大。提出了2-萘酚吸附树脂热解和燃烧机理,给出了热解反应动力学参数和模型。

喷雾填料塔DBU溶液吸收CO_2研究

文章通过搭建一个模拟工业吸收CO2的喷雾填料塔,探究1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳-7-烯（DBU）吸收液浓度、液气比、气体温度、入口CO2浓度对CO2吸收的影响。研究发现,DBU浓度从1%增加到25%,CO2脱除率（η）从18.24%增加到96.6%,增幅明显;随着液气比的增加（从7L/m3增加到57L/m3）,η从31.29%增大到90.14%;气体温度在25~40℃时,η从90.14%增加到95.71%,在40~60℃时,从95.71%下降到84.55%;入口CO2浓度从4.5%增加到15%,η从93%下降到50%。DBU吸收液浓度和入口CO2浓度升高,CO2吸收能力逐渐增大;液气比增加,CO2吸收能力先增后减;气体温度升高,CO2吸收能力逐渐减小。

管道喷射活性炭脱除焚烧炉烟气中的多环芳烃

针对我国城市生活垃圾的特点,在一台小型流化床装置上进行了垃圾焚烧试验,研究了管道喷射活性炭对16种多环芳烃(PAHs)的脱除效果.结果表明,垃圾原料和炉渣中主要是4环和5环PAHs;飞灰中以3环、4环、5环PAHs占主导地位;烟气中3环和4环PAHs最多;随着活性炭投加量的增大,烟气中PAHs浓度降低,飞灰中PAHs含量和PAHs总去除率增加;在试验范围内,PAHs脱除率为76%～91%.

气相色谱法测定流化床部分煤气化煤气中的组分

建立采用气相色谱法同时测定流化床部分煤气化煤气中5种组分的方法。采集的煤气样品由6通阀进样,TDX-01填充色谱柱分离,热导检测器检测。结果在实验浓度范围内相关系数在0 999以上,平均变异系数为1 538%。因此,气相色谱法用于流化床部分煤气化煤气组分分析具有快速、经济、灵敏、准确、重现性好的优点。

空煤比对煤部分气化多环芳烃排放的影响

为了研究空煤比对煤气化多环芳烃排放的影响,在一台小型常压流化床气化炉上进行了煤部分气化实验.经索氏萃取、K-D浓缩和硅胶层析纯化后,采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对半焦和煤气中16种多环芳烃进行了测定.实验结果表明,煤气中多环芳烃以低环和中环为主,半焦中多环芳烃以中环和高环为主;煤气和半焦中多环芳烃毒性当量质量浓度均集中在5环多环芳烃上,尤其是苯并(a)芘(BaP)和二苯并(a,h)荧蒽(DbA);当空煤比由2.25 m3/kg增加到3.83 m3/kg时,煤气和半焦中多环芳烃质量浓度和毒性当量质量浓度呈现出先增后减的变化趋势.

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。