氢发动机SCR催化器的NO_(x)转化效率模拟

建立一维选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化器模型,采用稳态、瞬态小样试验标定SCR化学反应动力学机理,并分析SCR催化器对氢发动机排气中NO_(x)的催化还原过程。结果表明:入口O2体积分数对NO_(x)催化还原有抑制作用,但入口H2O体积分数对NO_(x)转化效率没有明显影响;当温度为250~400℃时,线性温升工况NO_(x)转化效率高于稳态工况且超过98%;氢发动机排气温度和原排NO_(x)体积分数随功率增大而增大,当功率大于60 kW且氨氮比等于1时,SCR催化器转化效率小于95%;增加氨氮比对NO_(x)转化效率的提高作用较小,这是由于在高温条件下增加的NH3倾向与O2反应。

某特种水泥熟料生产线脱硝工艺选择的探讨

某特种水泥熟料生产线在“窑头低氮燃烧+分解炉分级燃烧”同时作用下的单位熟料NO_(x)产量为5.52 kg/t,理论推算即使“LNB+SCC+SNCR+SCR”的组合脱硝也不能同时满足NO_(x)超净排放且单位熟料氨耗≤4 kg/t的刚性指标。本文遴选出“LNB+SCC+热碳还原+高效SNCR+高温低尘SCR”的组合脱硝工艺可满足政策要求。实施后NO_(x)排放浓度能够精准调控到45±5 mg/m^(3),单位熟料NO_(x)消减5.38 kg/t,是常规水泥窑脱硝过程单位熟料NO_(x)消减量的3.64倍,预期单位熟料氨耗2.69 kg/t,单位熟料煤耗增加1.36 kg/t,单位熟料电耗增加2.68 kWh/t,单位熟料脱硝综合运行成本由当前的9.31元/t降至7.27元/t,年脱硝运营费用节约113万元。

分区喷氨控制技术在SCR脱硝中的应用

针对SCR脱硝反应器中氨氮比的及时调整问题,近年来广泛采用分区喷氨控制技术来解决。首先,该文将介绍分区喷氨控制技术的3个组成部分,并详细分析测量技术的应用现状和选择依据,以阐明三层控制技术的目的和原理。最后,将对分区喷氨控制技术的应用条件进行深入分析。

巢湖及入湖河流氮素变化特征分析

基于安徽省地表水环境质量监测网监测数据,研究了2013—2022年巢湖主要入湖河流和湖体氮素变化特征。结果表明:10年来,主要入湖河流和湖体总氮年均值范围分别为2.93~6.52 mg/L、1.18~1.72mg/L,氨氮年均值范围分别为0.49~4.98mg/L、0.10~0.44mg/L,入湖河流总氮、氨氮浓度均远高于湖泊。入湖河流和湖体氮素呈现出较为相似的年际变化、季节变化和月度变化特征,总氮、氨氮浓度均冬、春季高,夏、秋季低。巢湖入湖河流新旧污染同时存在。对于Ⅴ类和劣Ⅴ类等污染严重的水体,氨氮占比较高;水质较好的水体,氨氮占比较低。

氧化石墨烯-丙烯酸聚合深度处理水产养殖尾水低浓度氨氮

选择氧化石墨烯和丙烯酸为主要原料,在引发剂和交联剂作用下,通过超声波作用,在50~55℃下,聚合反应得到凝胶产品;傅里叶变换红外光谱分析样品的溴化钾压片,分析结果表明,吸附剂上有仍然键连有羟基、羰基。选择水产养殖水中的氨氮1~5 mg/L为研究参考目标,体积选择20 mL,加入吸附季吸附剂湿重0.5 g, 16 h后,去除率大于等于91%,处理后出水氨氮浓度小于0.5 mg/L,满足地表水一级排放标准。pH对吸附量影响实验,结果表明,pH大于9有利于吸附,此时,氨水的分布系数大于98%,此时溶液中主要存在的是氨水;吸附饱和后的凝胶通过0.1 mol/L的氯化钠可以实现良好的再生。

尿素水解制氨的燃煤电站SCR系统喷氨控制优化

目的:研究尿素水解制氨下的燃煤电站SCR系统喷氨支管优化控制方案,并分析其应用效果。方法:基于AspenPlus模拟尿素水解系统,分析氨气变化特性;结合工程应用完成SCR系统喷氨控制优化,并利用投运前后实际运行数据建立针对性评估方案分析控制优化效果。结果:模拟发现,反应温度、反应压力、尿素进料质量分数都有助于提高产品气中氨气的体积分数。SCR系统喷氨控制优化后,选取投运前后两段运行时间内运行参数进行分析,计算SCR系统平均氨耗率,发现投运后较投运前下降28.13%;比较两段运行时间内同一锅炉蒸发量和入口NO_(x)质量浓度下平均氨耗量发现,投运后较投运前下降30.27%。结论:尿素水解制氨的燃煤电站SCR系统喷氨控制优化方案可以提升机组的脱硝性能并降低系统氨耗量。

330MW发电机组SCR系统精准喷氨改造研究

为解决国内某电厂330MW燃煤发电机组SCR系统存在的脱硝效率低、氨逃逸量大、流场磨损、积灰严重和空预器堵塞等问题,通过FLUENT软件对原SCR系统进行数值模拟,提出了导流板布置方案和喷氨装置优化方案。结果表明:改造后首层催化剂入口速度偏差降低至10.97%,催化剂入口氨氮摩尔比相对偏差下降至3.8%。

基于仿真模拟的合成氨系统动态特性分析研究

新能源发电消纳需求日益增长,电解水制绿氢进而制备合成氨逐渐成为一种消纳新能源电力的主要方式。但新能源形式具有随机性及波动性,与传统合成氨要求“安稳长满优”特性存在巨大差异,接入新能源易引起合成氨系统负荷不规律波动。基于Aspen软件搭建了合成氨仿真模型,分析了系统温度、压力对出塔气温度、出塔气氨含量、循环比、系统能耗等参数的影响,以及动态变负荷调节过程中氢氮比、温度、压力、空速、主要能耗、循环比、塔出口氨含量的响应特性。结果表明,系统能耗与系统压力即氨转化率紧密相关;新鲜气氢氮比保持定值时,入塔气氢氮比会缓慢变化;负荷波动时,温度及流量控制易出现紊乱。针对低负荷不易控制情况提出改进建议。

气流床煤粉工业锅炉非催化还原脱硝试验

选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术是燃煤工业锅炉领域重要的脱硝技术之一,目前电站锅炉SNCR脱硝效率普遍偏低,且工业锅炉SNCR应用研究较少。针对一台20 t/h气流床煤粉工业锅炉测量了炉膛温度以及不同喷枪位置和气液压力下炉膛出口的NO_(x)排放浓度,研究了气流床煤粉工业锅炉中SNCR的脱硝性能。结果表明,采用尿素进行脱硝反应的最佳温度窗口为790~850℃,最佳温度窗口位于炉膛中心截面附近,喷枪设置在炉膛侧壁中心优于炉膛顶部,喷枪插入深度和角度对脱硝效率的影响较小,喷枪位于最优位置时,脱硝效率可达87.2%,出口NO_(x)质量浓度为38 mg/m^(3),满足超低排放。喷枪流量随液压升高和气压降低而增大,气压大于液压时,喷枪雾化较好,整个扇面液滴分布较均匀,2.38≤氨氮物质的量比≤3.00时,液压越低,脱硝效率越高,0.30 MPa≤液压≤0.35 MPa,0.29 MPa≤气压≤0.40 MPa时,SNCR脱硝效率较高,且氨逃逸较少。喷枪液滴雾化情况对脱硝效率的影响高于扇面角度。

以精准脱硝技术在水泥工业中的应用为例 探析NOx浓度对单位熟料氨耗的影响

以市场调研的水泥工业烟气脱硝现状为基础,通过对精准脱硝工作机理、传统SNCR脱硝机理以及SCR脱硝机理剖析,再以精准脱硝系统与传统SNCR脱硝装置分别在6 000t/d新型干法水泥窑烟气脱硝中的对比数据为例,解析不同始末NO_(x)浓度对单位熟料氨耗的影响。

低碳氮比条件下凹凸棒添加对鸡粪发酵进程和氮固持的影响

为探讨低碳氮比条件下凹凸棒添加对鸡粪发酵进程和氮固持的影响,试验采取单因素试验设计,以鸡粪与凹凸棒为堆肥原料进行30d堆肥试验,共设置5个处理,即凹凸棒添加量分别为0、5%、10%、15%和20%(基于鲜重)。结果显示:在低碳氮比的条件下,纯鸡粪添加5%和10%的凹凸棒不影响堆体的升温效果,但15%以上会导致堆体升温较慢、高温持续时间较短,影响腐熟效果;凹凸棒添加可以减少堆体有机质的损失15.2%~24.2%,显著降低氨气排放9.3%~12.6%(P<0.05),显著提高氮素固持率7.5%~11.3%(P<0.05);适量凹凸棒添加(≤10%)可以提高种子发芽指数,有利于有机肥品质的提高。综合考虑纯鸡粪堆肥发酵进程参数、氮素固持和腐熟效果,在低碳氮比堆肥条件下添加10%凹凸棒较为适宜。

外加碳源时分流比对人工湿地脱氮性能的影响

以生活污水作为外加碳源,探究了分段进水策略下分流比对垂直潜流人工湿地(VFCW)深度处理猪场沼液的影响.结果表明,将生活污水通过分流管泵入VFCW时,分流比会影响系统的运行性能及其微生物学特征.随着分流比由0:1增至1:3,VFCW填料层中反硝化菌群和厌氧氨氧化菌(AnAOB)的丰度均显著提高,硝化/反硝化作用和短程反硝化/厌氧氨氧化(DMOA)作用成为了系统中氮素脱除的主要途径,VFCW的TN去除性能随之得以优化;当分流比增至1:2后,VFCW的反硝化性能及厌氧氨氧化性能虽可进一步提高,但其运行性能却因分流管进水在系统中过短的水力停留时间而下降.当分流比为1:3时,VFCW可高效去除进水中污染物,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,其填料层中的优势菌属包括Nitrosomonas、Nitrospira、Thauera和Candidatus_Brocadia,此时系统中氮素的转化主要依赖硝化/反硝化作用和DMOA作用,对应的TN和NH_(4)^(+)-N去除速率分别可达(5.90±1.86)和(4.63±1.43)g/(m^(2)·d).

电站锅炉SCR烟气脱硝系统优化数值模拟

针对某电厂300MW锅炉的选择性催化还原(SCR)反应系统,采用计算流体力学软件对不同结构下SCR反应器的脱硝特性进行了数值模拟,分析了导流板布置对SCR反应器内流场分布均匀性的影响,研究了不同布置方案下SCR反应器内氨氮物质的量比(简称氨氮比)分布的规律.结果表明:烟道内无导流板时,SCR反应器内的流场和NH3体积分数分布严重不均,SCR反应器的脱硝效率较低,氨逃逸率较高;采用初始方案,SCR反应器内的流场改善较大,但是第一层催化剂入口处氨氮比分布偏差大于5%;采用最终方案,第一层催化剂入口处的速度偏差为3.84%,氨氮比分布偏差为3.79%,SCR反应器的脱硝效率达到83%,NH3逃逸率低于5×10-6.

次氯酸钠氧化脱除废水中氨氮的研究

与传统的氯系氧化剂液氯相比,次氯酸钠不仅使用安全无氯气外泄的危险,而且可进一步减少消毒副产物的产生,因此用于废水中氨氮的去除是较合适的氯化氧化剂。研究以质量浓度为100mg/L的氨氮模拟废水为对象,通过正交试验和单因素试验系统地探讨了氯与氨氮的量比、反应时间和pH值等因素对次氯酸钠氧化脱除氨氮的影响。结果表明,影响次氯酸钠氧化脱除氨氮的主次因素顺序为氯与氨氮的量比、反应时间、pH值。此外,分别在高低两种氨氮浓度下,考察了有机污染物苯酚的存在对氨氮去除效果的影响,试验结果表明两种氨氮浓度条件下,氨氮去除率都随苯酚浓度增加而减少,但高浓度氨氮受苯酚的影响程度较低浓度的小。

分区混合动态喷氨技术工程应用

为保证催化剂入口氨氮摩尔比分布均匀、降低氨逃逸量,常规选择性催化还原(SCR)脱硝系统要求其入口NO_x质量浓度分布均匀且稳定。机组灵活性改造后,负荷将频繁调整,SCR脱硝系统入口NO_x的分布则随着燃烧条件的变化而变化,导致常规SCR脱硝系统难以长期保持氨逃逸量达标,这将对空气预热器、除尘器、低温省煤器等后续设备的安全可靠运行造成严重威胁。为此,本文提出基于分区混合的动态喷氨技术,具体方案为:在SCR脱硝系统入口烟道加装大范围烟气混合器,降低NO_x分布不均匀度;然后将SCR脱硝系统后续入口烟道分成2~4个区,通过分区混合器将烟气成分基本混合均匀;每个分区设置1个自动调节阀调整分区喷氨量;每个分区出口设置在线NO_x测点,并以此对各分区喷氨量进行实时调整,最大程度降低氨逃逸水平。在某660 MW机组上进行该项技术改造,改造后催化剂入口截面速度及氨氮摩尔比分布均匀性显著提高,降低了氨耗量,有效保证了后续设备的安全可靠运行。

NH_3选择性非催化还原NO的实验研究

在电加热的管式反应炉上进行了NH3选择性非催化还原(SNCR)NO气相均相反应的实验研究,结果表明:最佳脱硝温度约为925℃,最大脱硝效率约为83%。综合考虑脱硝效率、NH3漏失和运行成本,最佳氨氮摩尔比为1.5。NO初始浓度从300μL/L降到100μL/L,脱硝效率由83%降到57%,但是脱硝后NO的排放浓度几乎不变,约为50μL/L。当O2浓度从1%增加到10%,脱硝效率由91%降到75%,反应后剩余的NH3由43μL/L减少到10μL/L。925℃时SNCR反应完全进行需要1s以上的停留时间,而1000℃时只需0.4s。

选择性催化还原协同控制燃煤烟气中汞排放效果影响因素研究

利用安大略法对国内某300 MW机组的燃煤用不同氯含量煤种时,不同氨氮比条件下,选择性催化还原(selectivecatalytic reduction,SCR)装置前后烟气汞形态进行测试分析,结合SCR脱硝装置技术原理,分析了SCR脱硝装置对汞的协同控制作用及煤中氯元素含量、氨氮比对其协同控制效果的影响。研究表明,SCR脱硝装置对烟气中总汞的减排效果不显著,且SCR前后颗粒态汞的浓度变化不大,但烟气经过SCR脱硝装置后,烟气汞的形态会发生改变,煤中氯元素的含量对烟气经过SCR脱硝装置汞形态的转变程度有较大影响;喷氨后,烟气中的氨气对形态汞转化有抑制作用。

猪场废水厌氧消化液好氧后处理过程亚硝化／硝化调控因素研究

采用序批式反应器(SBR)进行猪场废水厌氧消化液好氧后处理,研究后处理过程中亚硝化/硝化调控因素.在厌氧消化液中配入原水比例10%—30%(V/V)的试验中,配水比例越低,反应体系pH值越低,出水氨氮浓度越高,亚硝化率也越高.在曝气量100L/h—260L/h的条件下,曝气量越大,出水氨氮浓度越低,亚硝化率也越低.一个运行周期的监测数据反映出:曝气结束时氨氮浓度和溶解氧是影响硝化进程的主要因素.只要将曝气控制在氨氮刚好氧化完全时停止,即使大的曝气量也能达到高的亚硝化率(87%以上),用硝化过程动力学常数能很好解释这种现象.在进水氨氮浓度524—937mg/L范围内,进水氨氮浓度越高,出水氨氮浓度越高,但是亚硝化率平均值都在75%左右,说明进水NH_3-N浓度对亚硝化率没有影响.试验结果表明:通过调控出水氨氮浓度和溶解氧可以将硝化进程控制在亚硝化阶段.

不同Mn/(Mn+Ce)质量比对整体式MnO_x-CeO_2/WO_3-ZrO_2催化剂NH_3-SCR性能的影响(英文)

制备了一系列不同Mn/（Mn＋Ce）质量比的MnOx-CeO2/WO3-ZrO2整体式催化剂用于富氧条件下的NH3选择性催化还原NOx（NH3-SCR）,并采用N2吸脱附、储氧量、X射线衍射、X光电子能谱、NH3/NO程序升温脱附以及H2程序升温还原等手段对催化剂进行表征.结果表明,当Mn/（Mn＋Ce）质量比为0.5时,整体式催化剂具有较好的NH3-SCR性能,在空速10000h-1和173~355oC条件反应下,NOx转化率达90%以上.这是由于该MnOx-CeO2/WO3-ZrO2催化剂具有更高的NO氧化活性、更高的表面Ce和Mn原子浓度以及Ce3＋/Ce值较低的NH3和NO脱附温度以及优异的氧化还原性能所致.

预氯胺化控制消毒副产物技术研究

把氯胺作为一种预氧化剂,研究了预氯胺化工艺中消毒副产物的生成及变化规律。经研究发现,原水中含有一定浓度的氨氮可以有效地降低总三卤甲烷(TTHMs)的生成。TTHMs随着氯胺量的增加而略有增加;预氯胺化反应48h后TTHMs不再明显增加;随着pH值的升高,TTHMs(主要是溴代三卤甲烷)明显减少;随着氯氮比的增加,溴代三卤甲烷生成量明显升高,经分析认为可能是pH值和氯氮比对溴离子(Br-)与氯胺的卤代反应影响较为复杂造成的。