工业园区污水处理厂Fenton-流化床系统优化运行探讨

安徽某工业园区污水处理厂集中处理园区企业排放的工业废水,该厂提标改造选用Fenton-流化床作为核心工艺,改造后出水稳定达到DB 34/2710-2016标准,但投用初期运行成本偏高。针对Fenton-流化床实际运行中出现的问题,总结运行经验,制定了一套合适的运行参数,并对降低药剂成本进行了探讨。

负载氧化铁石英砂用于Fenton-流化床体系处理印染废水的研究

制备了负载氧化铁石英砂催化载体,负载的氧化铁颗粒其粒径为100 nm左右。通过重复使用负载石英砂载体探讨其稳定性,结果表明,pH=3.0,H2O2初始浓度为10 mmol.L-1,催化剂载体投加量40 g.L-1的条件下,亚铁投加量减少到0.2 mmol.L-1时,100 min后对甲基橙溶液的脱色率为97.5%。同时,负载石英砂载体重复使用5次后脱色率仍高于70%。表明负载氧化铁石英砂用于Fenton-流化床体系是一种有应用潜力的高级氧化处理废水的反应体系。

Fenton-流化床处理环氧聚酯废水的应用

介绍环氧聚酯废水的特点、以及相应的处理工艺,在综合国内外处理工艺技术的基础上,以某污水厂的环氧聚酯废水为例,提出以Fenton-流化床作为主体工艺,并以COD为主要测定指标,设计并实施现场中试实验,通过分析比较不同加药量下的污水处理效果,探讨Fenton-流化床技术处理环氧聚酯废水的优势。

循环流化床锅炉纯氨燃烧排放特性模拟

基于循环流化床(Circulation Fluidized Bed, CFB)技术的纯氨燃烧有望高效、低成本地解决氨燃烧面临的火焰传播速度低、燃烧稳定性差等问题,从而助力基于可再生能源的无碳燃料的消纳利用。构建了氨燃烧CFB整体数学模型,同时考虑了氨的均相反应及异相催化反应,探究了纯氨燃烧CFB锅炉的氨逃逸、氮氧化物等排放特性,并分析了床温、过量空气系数、空气分级、燃料分级等运行参数对排放特性的影响。结果表明:直接将常规燃煤CFB锅炉结构与运行策略应用于纯燃氨CFB锅炉会导致较高的氨逃逸与氮氧化物排放体积分数,而适当调整运行参数可以显著改善排放特性。

超临界循环流化床锅炉深度调峰时水冷壁流动不稳定特性计算分析

针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题,提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函数,通过图解奈奎斯特图的方法判断管内工质流动的稳定性。然后,通过该模型计算了某350 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁管段的不稳定边界并研究了不同参数对流动不稳定特性的影响。计算结果表明:所选回路在20%和50%锅炉最大连续蒸发量负荷发生流动不稳定时,热负荷分别为76.09 kW·m^(-2)和113.52 kW·m^(-2),水冷壁管道流动稳定且安全;入口过冷度对临界热流密度的影响呈非单值性;增大质量流速使流体的进口和出口密度差减小,有利于流动的稳定;增大入口节流系数,可以抑制入口处流量的脉动,有利于流动的稳定;在不同的工况条件下,改变管段倾斜角度会对流动稳定性产生不同的影响。

一种新型Fenton-流化床催化剂的制备及表征

非均相Fenton-流化床体系主要使用石英砂作为催化剂载体,该技术的实际应用由于催化剂活性寿命低、制备困难等原因而受到限制。提出了一种新型的Fenton-流化床催化剂——负载氧化铁陶粒。使用循环浸泡法制备的负载陶粒对苯甲酸模拟废水的处理效果良好。表征结果分析表明,载体表面铁含量大幅度上升,负载的氧化铁紧紧包裹在陶粒表面,且表面有大量缝隙,利于增加反应比表面积,而密度变化不大。该催化剂的催化活性重复性良好,重复使用4次后对苯甲酸模拟废水依然有较好的处理效果。使用该催化剂进行垃圾渗滤液的降解实验能在一定程度上减少亚铁的投加量,具有较好的实际应用前景。

60 MW循环流化床锅炉水冷壁泄漏原因分析

旨在分析某热电厂2号循环流化床锅炉水冷壁管泄漏的原因。通过宏观检查、金相检查及拉伸试验等方法,对泄漏管样及对比管样的焊接质量、组织状态及力学性能进行了全面检测。宏观检查发现,泄漏管样及一处对比管样堆焊处存在焊接裂纹及局部焊瘤,表明焊接时电流过大导致母材过热熔化;金相检查进一步证实了过烧组织的形成及焊接裂纹的扩展路径;拉伸试验结果表明,未泄漏管样的力学性能符合标准要求。泄漏原因为水冷壁管表面堆焊时焊接电流过大,导致母材过烧并产生焊接裂纹。

循环流化床高碱煤气化技术研发及应用进展

系统回顾了循环流化床高碱煤气化技术的研发及应用历程,重点概况了在高碱煤基础理化特性、气化反应特性及碱金属的迁移特性、防结渣技术研究及循环流化床高碱煤气化工程应用四个方面的进展与成果。梳理了高碱煤的煤质特征、碱金属的赋存形态和含量、前处理方法对碱金属含量测定的影响,以及高碱煤的燃烧和成灰特性。总结了煤种、反应进程、气化温度、氧碳摩尔比、反应气氛等对高碱煤气化性能指标和气化灰结渣特性的影响。阐述了配煤、添加剂及更换床料等方法对预防高碱煤气化结渣的作用和反应机理,采用刚玉做床料实现了循环流化床高碱煤气化中试装置稳定运行。评述了循环流化床高碱煤气化技术的自主创新以及在工业燃气、合成气领域的成功应用。最后,从建立高碱煤气化用煤数据库、开发纯用高碱煤的气化技术、开发高效脱碱及原位耦合利用革新技术、探索高碱煤与其他物料协同利用技术并制备高性能材料四个方面展望了未来高碱煤气化技术的发展方向。

生物质循环流化床机组协调系统模型研究

针对生物质循环流化床(CFB)机组,通过机理分析,研究了生物质燃烧的动态过程,建立了生物质CFB锅炉燃料侧燃烧模型。通过能量守恒,确定了生物质CFB机组汽水侧和汽机侧主要参数之间的函数关系,建立了负荷控制系统模型。基于某30 MW生物质CFB机组实际运行数据,通过稳态工况推导、回归分析和遗传算法辨识了模型的参数和函数关系,在Simulink软件平台验证了模型的结果并进行了模型阶跃试验。结果表明:模型的输出与实际数据能较好地吻合,主蒸汽压力、负荷的平均相对误差均在4%以内,阶跃响应符合实际经验,证明建立的模型能够反映机组的动态特性。

超超临界循环流化床锅炉技术研发进展

随着技术进步和对节能减排需求的提升,更先进的超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉技术成为行业发展趋势。该文探讨了超超临界CFB锅炉技术的设计理念,包括流态化燃烧、水动力系统、污染物控制及系统集成等关键技术。分析大尺寸炉膛内流态化燃烧的均匀性和燃尽性问题,探讨了不同炉型燃烧系统设计;研究超超临界压力下低质量流速垂直管圈水动力系统的设计方案;提出在大截面和高炉膛条件下污染物控制的设计思路;通过对锅炉燃烧技术、热力系统及辅助系统的耦合特性分析,指出燃烧侧与蒸汽侧系统设计的优化方向。基于对关键技术的深入研究和超临界CFB锅炉的实践经验,形成了多种超超临界CFB技术方案,多个采用不同技术方案的项目已进入到工程应用阶段,其中可靠、灵活、清洁和高效是设计中的关键考量。期望这些多样化的超超临界CFB技术路线能够在未来发展中展现出灵活性和低碳优势。

硫酸铝对高掺量流化床粉煤灰基泡沫混凝土性能的影响

随着新型循环流化床燃煤技术的发展,循环流化床粉煤灰(CFBFA)的排放量日益增加。结合我国北方地区冬季严寒时保温隔热材料需求量大的现状,采用高掺量CFBFA制备具有保温隔热性能的泡沫混凝土。针对泡沫混凝土存在的凝结时间长以及早期强度低等问题,本工作掺入硫酸铝进行改性,研究并分析了硫酸铝掺量对泡沫混凝土密度、强度和导热系数的影响。利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)以及扫描电子显微镜(SEM)等研究了硫酸铝作用下CFBFA基泡沫混凝土的水化产物和微观形貌。此外,还利用3D轮廓仪分析了泡沫混凝土的孔隙结构。结果表明,硫酸铝促进了本体系早期AFt的生成,与基准组(硫酸铝掺量为0%(质量分数,下同))相比,15%硫酸铝掺量的CFBFA基泡沫混凝土的初凝时间缩短了470 min,10%硫酸铝掺量的泡沫混凝土3 d强度可达到10.43 MPa,导热系数为0.31 W·m^(-1)·K^(-1)。这种泡沫混凝土具有较快批量化生产的潜力。

生物流化床-Fenton-曝气生物滤池组合工艺深度处理垃圾渗滤液的中试研究

针对杭州市某垃圾填埋场的技术改造要求,采用生物流化床-Fenton高级氧化-曝气生物滤池组合工艺对填埋场渗滤液进行深度处理。通过建立中试装置,着重探讨各工艺单元对其处理效果的影响。研究表明,经过生物流化床处理后,氨氮平均去除率可达89.9%,出水氨氮质量浓度稳定低于10 mg.L-1。Fenton单元在系统运行参数为:反应pH为2,n(H2O2):n(Fe2+)=1:1,m(H2O2):m(COD)=2:1,出水pH调整至8,采用两级加药的投加方式,反应时间约为80 min,此时COD平均去除率为71.3%,再经过两级BAF处理后,出水COD稳定低于100 mg.L-1。渗滤液经该组合工艺处理后,除总氮外其它指标可稳定达到生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889-2008)排放限制标准。渗滤液的处理费用约为14.69元.m-3。

工业废盐流化床热处理实验设计

目前我国工业副产物盐产量大且成分复杂,急需对工业废盐的处理方法进行探索与优化。为解决工业废盐热处理的现有问题,该文采用流化床工艺进行实验研究,对两种来自农药和煤化工行业的工业废盐进行物性分析,以及流态化冷模与热处理实验,确定并优化了工业废盐流态化热处理的工艺条件为:高径比为3,1#和2#工业废盐操作气速分别为0.19 m·s^(-1)和0.38m·s^(-1),最佳处理温度、时间分别为:450℃、30 min和550℃、30 min。对最佳流化床热处理条件下的废盐进行溶解、过滤及重结晶后,1#工业废盐得到含有硫酸钠和氯化钠等无机物的混合结晶盐,2#工业废盐得到的结晶盐中NaCl纯度达到98.91%,符合精制工业干盐一级标准,达到废盐资源化利用指标。该文还设计了基于流化床的工业废盐流态化热处理工艺流程。

流化床反应室内铁矿石的临界流化特性

U型反应室是悬浮焙烧装备的核心部件,明确其内物料的临界流化特性具有理论与实践意义.为此,自行搭建了冷态试验系统,并以赤铁矿粉、氧化铝粉为原料,研究了松动风量、物料性质对物料临界流化特性的影响规律,并对原有经验公式进行了修正.结果表明:临界流化气速随物料粒度、密度的增加而增加;在松动室床层为固定床的条件下,临界流化气速随松动风量的增大而减小;修正后的过程方程与试验数据吻合较好,可用于反应室内物料流化行为的预测.研究结果利于悬浮磁化焙烧技术实体化,对该技术工业应用具有一定的指导意义.

基于CFD-DEM流化床内静电效应影响的数值研究

气固流化床由于具有传热传质效率高等优点,因此在煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域得到广泛应用。但在流化过程中,颗粒与颗粒或壁面间频繁接触、碰撞,导致颗粒表面产生电荷,从而发生颗粒黏附到反应器壁、颗粒团聚和静电放电等现象,影响颗粒运动状态、空隙率、混合程度等特性,甚至引发生产事故。为探究静电效应对流化床内气固两相流动特性的影响,基于开发的双网格CFD-DEM模拟程序,耦合静电力模型,对单孔射流流化床内气固两相流化过程进行数值模拟,从床层整体和典型区域示踪颗粒2种角度对考虑静电力前后流化床内气固两相流动特性进行研究。结果表明:考虑静电力后,颗粒分布更加分散,床层空隙率增大,床层膨胀高度增加,相同初始位置颗粒的运动轨迹发生改变;流化床内颗粒运动及速度分布近似呈轴对称分布,滞止区颗粒竖直和水平速度始终接近于零;随着颗粒携带电荷量升高,流化床内喷泉区颗粒速度矢量逐渐稀疏,喷射区颗粒速度矢量逐渐密集,Lacey混合指数呈现一定程度的减缓。以上研究结果及方法可为进一步研究工作和工程实际应用提供参考。

350 MW超临界循环流化床锅炉天然气点火系统调试实践

针对350 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉天然气点火系统的调试过程中存在的床下气枪在一次流化风量偏大或者热态的情况下,点火容易失败,着火后容易脱火,床上点火气枪点火困难, 床上主气枪无法着火及床上点火气枪退出后主气枪灭火等问题,通过设备改进、点火参数调整以及点火程序的优化等一系列手段,解决了现场问题,使天然气点火系统满足了锅炉启动要求。

基于正交实验的生物质快速热解流化床模拟研究

为了提高移动式生物质热解流化床中的生物质颗粒的热解效率,首先基于冷态流化床讨论了气力进料的优势,接着基于正交实验方法选取3个因素3个水平,以降低生物质颗粒时均浓度和提高流化床稳定性为实验目标,分析多因素交互作用对生物质颗粒在流化床中的流化混合效果的影响。结果表明:气力进料的混合分散效果优于直接进料;设计的双侧错位气力进料流化床装置效果最佳,同时静床高度也是影响流化床稳定性的重要因素,在该工况下的最佳设计方案为双侧错位气力进料,静床高度为120mm,生物质粒径为0.75mm。

基于机理的流化床干燥器数值模拟研究

流化床干燥是很多生产流程中重要的单元操作,此过程同时涉及流体流动、传热、传质和相变等过程,整体上比较复杂。连续操作的干燥过程具有大惯性和非线性的特点,不易对过程进行准确的设计和控制。为了更好地了解流化床干燥器内的参数分布和动态特性,从机理模拟的角度进行了研究。采用将设备空间分为多个单元块的拟二维方式,对干燥过程进行模拟。在单元块内建立了物料衡算、热量衡算及传热传质过程的微分模型,由于干燥过程是非稳定过程,选用四阶龙格库塔法对单元块内的微分方程进行数值计算。在单元块之间建立了固体及气体的流动模型。使用C#开发了单元块模拟平台软件,并在其上实现了单元块内的计算程序及单元格之间流动的计算。应用此方法,对流化床干燥器进行了模拟计算。软件能够得到干燥器内的温度及湿度分布等,并能对干燥器进行一定的动态模拟。

差速流化床及差速循环流化床锅炉

介绍差速流化床的历史背景、工作原理以及低速床内埋管防磨效果和与差速循环流化床相匹配的带加速段卧式旋风分离器结构及其应用。综述了江联重工集团股份有限公司35~220 t/h差速流化床的研发成果,以及哈尔滨工业大学在10~130 t/h差速循环流化床研发方面取得的业绩。比较了常规循环流化床与差速循环流化床的优缺点,在燃烧低热值燃料时差速循环流化床比常规循环流化床具有显著的优越性。

240t/h循环流化床锅炉深度灵活调峰工程示范

煤电深度灵活调峰是促进可再生能源电力消纳、减少CO_(2)排放的重要举措。但燃煤锅炉深度灵活调峰存在负荷下调深度受限和NO_(x)排放高的技术难题。本文首次采用循环流化床耦合煤粉预热的技术路线,改建了现役240 t/h高温高压循环流化床锅炉,试验结果表明,锅炉负荷调节深度降低18%,且实现了零喷氨超低NO_(x)排放。240 t/h循环流化床锅炉深度灵活调峰工程示范的成功运行,为燃煤电站深度灵活调峰技术的发展提供了支撑。