烃气组分研究与隐伏矿预测——以箭猪坡矿区为例

烃气具有扩散速度快、运移距离远、携带信息量大等特点,较常规化探方法优势明显。通过五圩矿田箭猪坡矿体与围岩、矿床外围南北边两条化探剖面土壤样品采集与测试分析,研究矿体、围岩烃气组分特征,认为箭猪坡矿床成因与岩浆热液密切相关;对比土壤烃气异常点与不同地质体、土壤烃气背景值的烃气组分标准化曲线特征,筛选与成矿热液密切相关的烃气异常,认为矿床南北两侧的I、II、III号有利勘查区内烃气异常与岩浆热液密切相关,推测形成三排洞、水落、箭猪坡的成矿热液在该区内亦有活动,存在伏矿体,已有钻孔于II号有利区内钻遇厚5cm含闪锌矿包及黄铜矿的石英脉,IV号有利勘查区内烃气异常与变质热液相关,且已发现有汞矿点,推测有隐伏矿体存在。

燃煤过程中不同烟气组分对汞形态转化的影响

通过化学热力学平衡模拟,研究了在不同烟气温度下汞从元素态汞转化为二价汞的规律,并与小型实验结果进行了比较.数值模拟了不同的烟气组分如O2、HCl、NO、SO2对汞形态转化的影响.结果表明,O2、HCl有助于汞的转化,HCl的活性远远大于O2的活性;随着O2和HCl体积分数的增大,汞转化的起始温度和截止温度升高;SO2有助于汞的转化,尤其是在低温环境下,SO2的体积分数越大,汞的转化温度越高;NO对汞转化几乎不产生影响.利用二价汞易溶水的特点,通过将元素态汞转化为二价汞,可以利用湿法脱硫装置将其除去,从而实现汞排放的有效控制.

烟气组分和添加剂对选择性非催化还原脱硝特性的影响

利用携带流脱硝试验装置，研究了反应温度（Tr）、烟气组分（O2、CO、水蒸气）、飞灰以及碱金属添加剂等对选择性非催化还原（selective non-catalytic reduction，SNCR）脱硝效果的影响，探讨了NO还原机理。结果表明：随着反应温度的升高，SNCR脱硝效率呈现先增加后降低的趋势。随着烟气中氧含量的增加，SNCR脱硝效率呈现先快速增加后逐渐降低的趋势，当氧含量为2%时，脱硝效率取得最大值84.6%。烟气中CO存在对SNCR脱硝具有一定的抑制作用。随着烟气中水蒸气含量（0～15%）的增加，脱硝效率呈现先增加后减少并逐渐趋于稳定的趋势，4%水蒸气条件下 SNCR脱硝效率达到最大值，约为73.5%。碱金属（钠、钾）添加剂对SNCR脱硝具有显著的促进作用，燃煤飞灰对SNCR脱硝效率则具有一定的抑制作用，添加125μmol/mol Na2CO3的SNCR脱硝效率可达84.9%，在水蒸气、CO、Na2CO3和飞灰的耦合作用下，仍可获得72.1%的脱硝效率。

综合方法对烤烟化学成分和烟气组分的相关分析

针对烟草化学成分与烟气组分间存在较复杂的非线性关系,采用主成分分析法进行相关性分析。以5个产区烤烟为样本,利用投影、主成分提取来分析影响烟气的主要化学成分。采用M5'模型树法建立烟气成分的分段线性模型。根据2种方法的结论,更有效判断烤烟化学成分对烟气成分的影响,提高对烤烟烟气成分的预测精度。

初烤烟叶外观质量与其烟气组分的关系

通过对183份烟叶样品外观质量与其烟气组分关系的研究,发现云烟85、红花大金元和K326三个烤烟品种的TPM释放量和焦油释放量都没有显著差异。烟叶的着生部位对其烟气组分测定值有很大影响,都表现为上部>中部>下部。颜色对下部和上部烟叶的烟气组分测定值影响很小;而对中部烟叶的烟气组分测定值有显著影响,随着颜色加深,TPM释放量和焦油释放量呈现上升的趋势。烟叶身份对中、下部烟叶烟气组分影响较大,而对上部烟叶的烟气组分影响不明显;中、下部烟叶的烟气组分测定值都表现为身份适中烟叶>身份稍薄烟叶>身份薄烟叶。中、下部烟叶色泽越深,烟叶CO释放量和TPM释放量越高。烟叶油分对烟气组分测定值影响较小,未见较一致的规律性。

烟气组分对汞吸附影响的程序升温脱附

目前燃煤烟气活性炭脱汞技术已经很成熟,但机理方面的相关研究甚少或不全面,为了探讨汞与活性炭在燃煤烟气中的反应路径,本文在固定床上对商业活性炭(FAC)和1%NH4Br改性活性炭(NBAC)进行了汞吸附实验,分别考察了O2、SO_2、CO_2、NO及其混合烟气组分对吸附剂汞吸附的影响,然后利用程序升温脱附(temperature programmed desorption,TPD)技术分析了烟气组分对汞吸附的影响机理。固定床测试结果表明溴化铵改性可显著增加活性炭汞吸附性能,O2、CO_2及NO可促进NBAC对汞的吸附,其中NO最好,而SO_2抑制NBAC对汞的吸附。TPD结果表明,溴素改性促进NBAC表面负载的溴与Hg0结合生成Hg Br2,O2存在促进了Hg0的氧化生成Hg O,NO存在显著增加了Hg2(NO3)2的生成。SO_2与Hg0对活性炭表面的官能团存在竞争吸附的关系,生成C—S,与Hg0反应生成Hg S。CO_2对NBAC吸附Hg0的反应机理影响不大。

烟气组分对脱硫灰吸附及催化氧化汞的影响

半干法脱硫工艺协同控制燃煤汞排放的技术中,脱硫灰将作为汞脱除的吸附剂。选取2种典型半干法脱硫工艺的脱硫灰样品,使用固定床反应器,在模拟烟气条件下研究了烟气组分对半干法脱硫灰吸附和催化氧化汞的影响。汞的吸附率在总体上均随汞氧化率升高而增加;HCl和NO2在脱硫灰的催化作用下能有效氧化Hg0,从而使气态汞吸附在脱硫灰表面;HCl、NO2不能进一步促进Cl2对Hg0的氧化;SO2与氧化性气体竞争脱硫灰活性位,可能是导致其抑制汞氧化和吸附的主要原因;NO在不同气氛条件下对Hg0吸附与氧化的影响存在差异;半干法脱硫灰对汞的吸附能力与飞灰接近,而在脱硫塔内通常具有更高的浓度,这使得半干法脱硫系统具备了较好的脱汞效果。

应用裂解色谱模拟技术分析烟气组分的研究进展

本文综述了裂解色谱技术的原理,该技术在烟草分析中的应用情况,特别是其在模拟分析烟气组分方面的研究现状和进展。

进气组分耦合喷油定时对柴油机工作过程的影响机理

通过一台共轨柴油机,基于正庚烷/甲苯/正己烯混合物简化动力学机理耦合三维CFD数值模型,模拟不同进气组分(O_2、H_2和CO_2)耦合喷油时刻对发动机工作过程的影响机理.研究表明:不同进气组分下,随喷油时刻提前,缸内活性自由基(OH、O)质量分数及其分布区域增大,NO生成量增多.但随喷油时刻过度提前,燃烧始点反而推迟,燃烧放热速率、缸内燃烧压力与温度峰值降低,NO也相应减少;相比其他进气组分,进气掺O_2时缸内O自由基质量分数增大,碳烟(Soot)降低且喷油时刻对其影响较小;进气掺H_2时,缸内燃烧压力和温度峰值最高,OH自由基质量分数及分布区域最大,Soot随喷油定时提前大幅降低;进气掺CO_2时,缸内燃烧压力与温度峰值最低,OH和O活性自由基最少,当喷油时刻提前超过24°CA BTDC时,燃油逐渐喷射到压缩余隙容积形成局部过浓区,C_2H_2和多环芳香烃芘(A_4)生成量增多,Soot排放随喷油定时进一步提前明显升高.

进气组分耦合预喷对柴油机燃烧过程影响模拟

通过高压共轨柴油机,基于正庚烷/甲苯/正己烯混合物简化动力学机理耦合三维CFD模型,模拟研究不同进气组分(O_2、H_2和CO_2)耦合策略对发动机燃烧过程的影响.研究表明:当预-主喷间隔为4°,CA时,相比单次喷射,预喷使主喷滞燃期明显缩短(尤其掺H_2时),瞬时放热率峰值与最大压力升高率(MPRR)均降低;但随预-主喷间隔增大,预喷对主喷燃烧影响减弱.进气掺O_2时,富氧氛围使燃油充分燃烧,预-主喷间隔对NO和碳烟(soot)影响均较小.进气掺H_2和CO_2时,预喷使乙炔(C2H,2)和多环芳香烃芘(A4)生成增多,导致soot排放较单次喷射显著升高(尤其掺CO_2).但随预-主喷间隔增大,soot因主喷滞燃期延长而逐渐降低;对于进气掺H_2,预喷油量为10%,时,随主喷定时推迟,MPRR降低,soot升高;当预喷量增至20%,时,预喷燃烧会引起大量H_2早燃放热,削弱主喷定时对主喷燃烧的影响,MPRR因燃烧重心前移仍较高.因而进气掺H_2,预喷比例不宜过高,且喷油定时应适当推迟.

不同进气组分对柴油机燃烧过程影响的研究

以正庚烷/甲苯/正己烯混合物简化机理作为柴油燃料燃烧化学反应动力学机理,应用计算流体动力学软件耦合化学动力学机理建立了某高压共轨柴油机的三维CFD数值模型。采用该耦合模型,以海拔3 000m大气环境(O_2和N2的体积分数分别为16.2%和83.8%)为基点,模拟对比了不同体积掺混比(1.6%,4.8%和8%)的进气组分(O_2,H_2,CO_2和气态H_2O)对发动机工作过程的影响。结果表明:进气掺O_2后,燃烧始点提前,预混燃烧比例减少,放热速率峰值降低,缸内活性基(OH,O)浓度升高,NO明显增大而碳烟(Soot)显著降低;进气掺H_2后,放热速率显著加快,缸内压力和峰值温度增高,NO稍有升高而Soot略为降低;进气掺CO_2后,着火时刻最晚,缸内温度和压力最低,A_4与C_2H_2的消耗反应持续期最长,其NO生成最少而Soot排放最高;进气掺气态H_2O后,NO稍有降低,而Soot变化不大。

烟气组分对[BPy]Br/AC去除SO2行为的影响

在负载型离子液体溴代正丁基吡啶/活性炭([BPy]Br/AC)脱除SO2性能研究的基础上,通过改变模拟烟气组成,分别研究了该脱硫剂在同一担载比(0.36∶1)相同载体质量(4g)条件下,水蒸气、氧气、二氧化碳及氧气、二氧化碳和水蒸气相互组合对该脱硫剂脱除SO2性能的影响.结果表明,在研究的条件范围内,烟气组分水蒸气、氧气、二氧化碳与SO2同时存在时,存在竞争反应,水蒸气及二氧化碳对该脱硫剂有明显的负面影响.氧气对该脱硫剂脱硫性能的影响相对较弱.

关键工序对造纸法再造烟叶烟气组分和感官质量的影响研究

通过对比分析造纸法再造烟叶在松散回潮、烘前HT和烘丝制丝工序处理后主流烟气中主要化学指标和有害成分,并对各工序处理后样品进行感官质量评价,结果表明:①造纸法再造烟叶烟气组分常规指标中总粒相物、焦油量在松散回潮、烘前HT工序有降低趋势;烘丝工序对烟气常规指标影响不明显。②造纸法再造烟叶烟气有害成分在各工序有降低趋势,其中烘前HT下降幅度较明显。③松散润叶和烘前HT对造纸法再造烟叶对内在感官质量呈正面影响;烘丝工序对造纸法再造烟叶内在感官质量造成负面影响。

卷烟纸对烟气量和烟气组分的影响

论述了卷烟纸透气度(自然透气度和打孔透气度)与卷烟纸结构的相互关系。随着卷烟纸自然透气度增加,卷烟的抽吸口数减少,除低分子量汽相组分外,焦油、尼古丁、CO和NO递送量也有所降低。

烟气组分体积分数自适应传感技术的研究

工业生产所排放的烟气是主要的大气污染源,对其所含污染源气体(SO2,NOx等)体积分数进行实时连续监测具有重要的意义。研制的实时连续监测系统采用了紫外差分吸收光谱法对烟气组分体积分数进行测量。为使现场光路调整更加方便,设计了单边插入式四自由度调整探头,有效地提高光耦合效率。研究了光谱自适应算法,根据所接收到的光谱强度,自动调整光谱仪积分时间,延长了光源的使用寿命;实时监测光谱谱线的漂移并进行自动调整,提高了长期测量的稳定性。将所研制的烟气组分探头进行了现场应用实验,SO2,NOx的体积分数测量误差小于±2%。

烟气组分浓度实时连续监测系统

采用紫外差分吸收光谱法对工业生产所排放的烟气(SO_2、NO_x等)浓度进行实时连续监测,为使现场光路调整更加方便,设计了单边插入式四自由度调整探头,有效地提高光耦合效率。研究了光谱自适应算法,根据所接收到的光谱强度,自动调整光谱仪积分时间,延长了光源的使用寿命。将所研制的系统进行了现场应用实验,SO_2、NO的测量误差小于±2%。

基于化学反应器网络模型法的预混气组分对NO_(x)反应路径影响研究

为探究预混气组分对不同反应路径下NO_(x)生成影响,针对高压射流反应器,基于CFD流场特征,构建优化了单PSR (Perfectly-stirred reactor),2PSR,3PSR以及PSR+PFR (Plug flow reactor)四种CRN (Chemical reactor network)模型。在贫预混燃烧条件下,研究了纯CH_(4)及其混合气燃烧时不同反应路径下NO_(x)的生成情况,得出了燃烧室内不同反应区域每条反应路径NO_(x)的生成量。结果表明,纯CH_(4)燃烧产生的NO_(x)主要来自于热力型、快速型和N_(2)O-中间体型三条反应路径。绝热火焰温度的提高主要促进了热力型和N_(2)O-中间体型NO_(x)的生成。随着CH_(4)或CO中加入的H_(2)摩尔分数的增加,NO_(x)排放总量降低,快速型NO_(x)生成速率降低,特别是火焰刷区。另外,混合气中CO摩尔分数的增加会导致NO_(x)生成量增多。

热裂解气质联用技术研究烟草成分对烟气组分的影响

利用热裂解气质联用技术测定卷烟燃烧产物和预测烟气形成机理。通过测定烟草中绿原酸苹果酸、葡萄糖和淀粉的含量,将上述组分以一定比例分别添加至烟草中,用高温裂解仪研究样品在氦气氛围下的热裂解行为,用气相色谱-质谱联用仪对它们的热裂解产物进行分析,研究烟草成分和烟气组分之间的关系。结果表明,烟草中添加绿原酸后,高温裂解产生的烟气组分中酚类化合物含量增加,苯和甲苯的含量降低;添加苹果酸能够降低烟气中苯的含量。添加葡萄糖能够降低烟气中苯、吡啶、吡咯、乙烯基吡啶和异喹啉的含量。添加淀粉能够增加烟气中甲基茚、喹啉、甲基萘和苊烯的含量。

烤烟物理特性和化学成分与烟气组分的关系

以国内14个烤烟主产区42份初烤烟叶样品为材料,通过烟丝填充力、平衡含水率、烟碱转移率检测、近红外光谱(NIR)定量分析等方法,检测其主要物理指标、化学成分和单料烟的烟气组分,研究烟叶理化特性与其烟气组分的关系。结果表明,随单料烟烟丝重量的增加,其烟气组分测定值表现为先增加后降低的变化规律;以烟丝填充力为依据确定单料烟的烟丝重量,烟气组分实测值接近理论上的最大值。不同部位烟叶的物理特性、主要化学成分、单料烟烟气组分都有显著差异。单料烟烟气总粒相物、原始焦油产生量、一氧化碳产生量都与烟叶的烟碱含量和总氮含量呈极显著的正相关,与烟叶的钾含量呈极显著的负相关,而与烟叶的总糖和还原糖含量无显著的相关关系。单料烟烟气总粒相物、原始焦油产生量、一氧化碳产生量和烟气烟碱都与单料烟的自由燃烧速率呈极显著的负相关关系。

燃烧调整对W火焰锅炉省煤器出口烟气组分分布的影响

以某660 MW超临界W火焰锅炉为研究对象,采用现场试验方法研究了燃烧调整对省煤器出口烟气组分分布的影响.结果表明:450、500、650 MW试验负荷下省煤器出口烟道横截面NO_(x)和O_(2)分布差异较大,中、高负荷下NO_(x)质量浓度和O_(2)体积分数分布呈左侧低右侧高的特点,而低负荷下呈中间低两侧高的分布特点,机组负荷越高,NOx质量浓度分布的不均匀度越低;运行氧量对NO_(x)和O_(2)分布特征影响并不明显;磨煤机组合方式影响炉内燃烧均匀性,进而影响省煤器出口烟道横截面O_(2)和NO_(x)分布,500 MW负荷3种磨煤机组合运行方式下NO_(x)和O_(2)分布的不均匀度分别为7.56%、7.70%、3.90%和17.30%、14.70%、6.49%.受燃尽风喷口风量分配偏差的影响,50%、75%和100%燃尽风风门开度下NO_(x)质量浓度分布的不均匀度分别为7.86%、26.90%和10.40%,呈先增加后降低趋势,与O_(2)体积分数分布特点基本相似.