水热法制备半水硫酸钙晶须的工艺研究

以二水硫酸钙为原料、硫酸为矿化剂,采用水热合成法制备半水硫酸钙晶须,考察了二水硫酸钙用量、硫酸钾加入量、硫酸浓度、反应温度、反应时间和添加剂等因素对硫酸钙晶须形貌的影响,并进行了表征。实验结果表明:在二水硫酸钙用量(浆液中二水硫酸钙的质量分数)5%、硫酸钾加入量(硫酸钾与二水硫酸钙的质量比)3%、硫酸浓度0.1 mol/L、反应温度140℃、反应时间120 min的条件下,所制得的硫酸钙晶须形貌最佳;添加剂对硫酸钙晶须的生长影响显著,添加CaCl_(2)和ZnCl_(2)可以有效改善硫酸钙晶须的形貌,其中以CaCl_(2)效果最好,晶须长度为30~80μm,而添加柠檬酸和十二烷基苯磺酸后,硫酸钙晶须的形貌明显变差。

工业尾气二氧化硫副产焦亚硫酸钠的气体预处理研究

在焦亚硫酸钠的生产过程中,二氧化硫(SO2)原料气的质量是影响产品品质的重要因素之一,本文结合某典型含二氧化硫工业尾气作原料气副产焦亚硫酸钠工艺中的原料气预处理过程进行了探讨,结果表明,多功能滤料结合湿法洗涤的集成净化工艺流程简洁、高效,可有效保障焦亚硫酸钠产品品质,是工业尾气二氧化硫副产焦亚硫酸钠原料气预处理的可行方法。

废水中高浓度氯离子的萃取脱除研究

火力发电作为我国主要发电形式,将在很长一段时间依赖煤炭资源,这将造成二氧化硫等废气污染问题,针对烟气脱硫,湿法脱硫技术是常用手段,但随之而来的就是脱硫废水的处理问题。以溶剂萃取法去除废水中氯离子为研究对象,通过单因素实验考察了稀释剂种类、改质剂种类、萃取液各组分比例、萃取液与水相比例(O/A)等因素对废水中氯离子去除效率的影响。此外,使用质量分数为15%的NaOH为反萃取剂,与萃取液以1∶6比例混合进行二级反萃取,总反萃效率可达77%。通过连续4次萃取液再生回用实验可知,15%NaOH反萃效果出色,萃取液复用性好,多次重复利用其萃取性能没有明显变化。

烟气二氧化硫制焦亚硫酸钠反应器的优化研究

焦亚硫酸钠是重要的化工产品,通常以二氧化硫(SO_(2))和纯碱(Na_(2)CO_(3))为原料、采用三级反应器串联工艺生产,其中核心工艺设备反应器通常采用鼓泡反应器,其气体阻力所产生的能耗约占整个系统能耗的一半、是主要耗能设备之一。本文通过数值模拟计算,研究探讨了反应器结构和工况参数对设备阻力的影响。结果表明:与常规鼓泡反应器相比,顺喷预混进气反应器可大幅降低设备阻力;在三级反应器串联情况下,采用一级常规鼓泡反应器加两级顺喷预混进气反应器串联工艺的总阻力约为传统三级常规鼓泡反应器串联工艺总阻力的36.1%,节能效果明显。

W0_(3) -ZrO_(2)/TiO_(2) -CeO_(2) -MnO_(2)选择性催化还原NO热动力学和反应机理研究

工业治理氮氧化物主要应用的是高效稳定的选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝技术,为了研究面向垃圾焚烧行业的烟气脱硝催化剂,采用共沉淀法与浸渍法联用,制备得到了WO_(3)-ZrO_(2)/TiO_(2)-CeO_(2)-MnO_(2)催化剂用于NH 3-SCR,研究其热动力学并计算得到其活化能。结果表明,对于WO_(3)-ZrO_(2)/TiO_(2)-CeO_(2)-MnO_(2)催化剂,内外扩散近似消除的条件为:颗粒粒径为0.25~0.38 mm,催化剂质量为0.1~0.2 g,气体流速在667~1000 mL/min。在此条件下,WO_(3)-ZrO_(2)/TiO_(2)-CeO_(2)-MnO_(2)催化剂脱硝时O_(2)和NH_(3)的反应级数均是0级,NO的反应级数是1级。WO_(3)-ZrO_(2)/TiO_(2)-CeO_(2)-MnO_(2)催化剂的表观反应活化能为33.3 kJ/mol,相对低于现有不同催化剂体系的表观反应活化能,因此,其具有优异的NH_(3)-SCR脱除NO的活性。与此同时,低温下-NH^(*)_(2)与单齿亚硝酸盐和双齿硝酸盐反应,生成N_(2)和H_(2)O,遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理;同时,NH^(+)_(4)与气相NO发生反应,生成N_(2)和H_(2)O,遵循Eley-Rideal(E-R)机理。高温下主要是NH^(+)_(4)与气相NO快速发生反应,生成N_(2)和H_(2)O,遵循E-R机理。因此,WO_(3)-ZrO_(2)/TiO_(2)-CeO_(2)-MnO_(2)催化剂在低温下同时遵循E-R和L-H机理,而在高温下主要遵循E-R机理。

烟气二氧化硫制硫磺研究进展

利用烟气SO_(2)制备硫磺,实现污染物的资源化,对推动当前我国SO_(2)治理由污染减排为主向资源与环保兼顾转变具有重要意义。文章针对烟气SO_(2)难以直接用来制备硫磺的问题,介绍了烟气SO_(2)制备硫磺所涉及的烟气预处理和反应转化方法,分析总结了较有应用前景的烟气SO_(2)制硫磺工艺,指出烟气预处理富集SO_(2)结合碳还原或烃类物质还原的集成工艺更适合将来大规模烟气SO_(2)制硫磺的发展需求。

PTFE@SMCC-8/P84-HCl滤料的制备与性能研究

采用前期实验制备的Sn-Mn-Ce-Co-O_(x)催化剂(记作SMCC催化剂),通过浸渍法负载催化剂,并涂覆聚四氟乙烯发泡涂层制备PTFE@SMCC/P84-HCl复合催化滤料,在微型固定床反应器中对复合催化滤料脱硝、脱氯苯活性进行评价。结果表明,催化剂负载量的提高给污染物提供了更多的吸附位点,催化性能提升;聚四氟乙烯发泡涂层涂覆提高了催化剂与滤料的结合强度,且有助于提高滤料透气率。使用20%的HCl处理,负载500g/m^(2)的SMCC-8催化剂,并在滤料表面涂覆一层4%的PTFE发泡涂层制备得到的复合催化滤料具备最优的理化性能,在160~260℃温度范围内,NO的最高去除率为98%,氯苯的T_(50)和T_(90)分别为226℃和252℃。

回收SO_(2)制硫酸铵技术在碳素企业烟气处理中的应用

基于河北某碳素企业的工业窑炉烟气,以活性焦法脱硫技术解吸的含高浓度SO_(2)富气为原料生产硫酸铵产品,通过系统的工艺计算及优化,完成了项目的工艺流程设计和主要设备选型。工程应用结果表明,产出的硫酸铵品质达到GB/T 535—2020《肥料级硫酸铵》Ⅱ型技术指标要求,排放尾气中ρ(SO_(2))约为28 mg/m^(3),粉尘(ρ)约为8 mg/m^(3),系统运行可靠稳定。该项目流程设计和设备选型合理,达到了预期效果,值得在行业内推广。

SO_(2)资源化制焦钠技术在钢铁行业的应用

文章基于二氧化硫(SO_(2))资源化制焦钠(又称焦亚硫酸钠)技术在山东临沂临港某钢铁企业的应用,以该项目的富气参数、产品品质要求和尾气排放要求为条件,完成了项目的工艺参数确定、工艺流程优化和主要设备选型。工程应用结果表明,产出的焦亚硫酸钠品质稳定在96%以上,产品品质优,销售价值可观;尾气SO_(2)排放浓度小于35.0mg/Nm^(3)、粉尘排放浓度小于10.0mg/Nm^(3),流程设计和设备选型合理,达到预期效果,具有较大的推广应用价值。

萃取法脱除火电厂脱硫废水中氯离子实验研究

中国火力发电发展迅速,同时也产生了大量的含氯脱硫废水,高浓度氯离子不仅对脱硫设备有腐蚀性还会降低脱硫系统的脱硫效率。本文基于某燃煤电厂实际废水中氯离子浓度,以模拟脱硫废水为研究对象,采用溶剂萃取法脱除含氯脱硫废水中的氯离子,考察了改质剂种类、萃取液配比、萃取液与废水体积比、萃取反应时间、硫酸溶液体积等单因素对氯离子萃取脱除效率的影响规律,分析了各单因素均为最佳条件下的氯离子萃取脱除效率。研究结果表明:正癸醇为最佳改质剂,具有最佳的一级萃取效率(46.67%)和二级萃取效率(88.57%);三辛癸烷基叔胺(N235):磷酸三丁酯(TBP):正癸醇的最佳配比为6∶3∶1,是最佳萃取剂;萃取液与废水的最佳体积比(O/A)为1∶4;一级最佳萃取时间为0.5 min,二级最佳萃取时间为1 min;萃取液与硫酸溶液的最佳体积比为4:3。在上述最佳萃取条件下,经过二级错流萃取后,模拟脱硫废水中氯离子萃取效率可达到89.04%。

脱硫塔增效的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,对南通某热电厂的脱硫塔塔板的不同布置方案进行流场模拟,并显示塔内流场的分布情况。为使塔内的流场分布更加均匀,在所建立的数值模型基础上,对现有的塔板运行情况以及设想的塔板优化方案进行计算、比较和筛选。计算结果表明,现有的脱硫塔入口存在回流区,烟气SO2浓度和速度场分布不均匀,且系统阻力较大。在分析了影响流场的关键技术参数之后,通过改进脱硫塔入口形状,并在入口处增加整流装置,并将喷淋层改为雾化模式等对系统进行优化设计,不但气流改善,还有助于降低阻力。

浅析火力发电厂环保措施

近年来,科技技术革新的产物为人们生活带来了极大的便利,同时也增加了耗能的需求。随着电子电器产品的逐步增多,无论居民生活还是工业生产对电能的需求日益增大。为了满足发展需求,兴建火力发电厂成了主要解决途径。随着火力发电厂不断新建扩容,环境问题也日益凸显:我国火力发电厂以燃煤为主要燃料,煤炭燃烧后会产生氮、硫、碳等的氧化物,同时还会产生烟尘,这些废气产物如果不经过处理直接排放到大气中,会形成酸雨,造成农业、林业和建筑物等一些的腐蚀;二氧化碳将会逐渐加大温室效应;烟尘聚集形成雾霾,极大危害人体健康。近些年,为了解决经济发展需求与环境保护的矛盾并实现可持续发展,国家制定了一系列环保政策并提高了大气及污水排放标准。文章主要围绕火电厂环保问题展开讨论,从火电厂烟气处理及水处理现状出发,浅析当前火电厂主要的环保措施及可持续发展策略。

换热器网络调优过程中热负荷回路的量化处理

本研究对换热器网络调优时的热负荷回路提出一种定量化处理方法。对于存在热负荷回路且断开回路后需要能量松弛的换热器网络,分别计算改进前后年度操作费用和年度设备费用的增减幅度,得到年度总费用的变化情况,以便对是否需要改进换热器网络进行决策。年度操作费用与能量松弛幅度和公用工程价格相关,而年度设备费用则与换热器面积、换热器材质和投资回收期等因素相关。能量松弛幅度和换热器材质对年度总费用有显著影响,在本换热器网络案例的研究中考虑了换热器材质对年度总费用的影响。本案例中,随着材质价格升高,换热器网络改进后与改进前年度总费用之差呈下降趋势,当其正负号发生改变时,换热器网络方案也将产生变化。当本案例中换热器使用低廉的材质使年度总费用之差为正值时,应维持原换热器网络方案不变;若使用昂贵的材质使总费用之差为负值时,则应采用能量松弛后的换热器网络方案。本研究对于过程工业中换热器网络的设计调优具有一定的指导意义。

离子液体萃取剂萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物

以离子液体(ILs)[BMIM][NTF_(2)]和[HMIM][NTF_(2)]为萃取剂,萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物,通过分子模拟分析了ILs促进目标共沸物的分离机理;基于汽液平衡实验数据,获得新的NRTL热力学模型参数;选用常规的二组分双塔分离流程,实现了目标共沸体系的分离。作为对比,同时构建了以苯酚为萃取剂的萃取精馏和变压精馏流程。基于Aspen Plus软件平台,分析了上述各流程分离单元主要操作参数对分离过程性能的影响,考察并对比了各流程能耗、年总成本(TAC)和碳排放。结果表明:离子液体工艺可实现丙酸甲酯+甲醇共沸物的有效分离,产品纯度达到99.9%(质量分数),[HMIM][NTF_(2)]工艺与[BMIM][NTF_(2)]、苯酚及变压精馏工艺相比,TAC降低11.68%~43.68%、CO_(2)排放减少32.11%~68.46%。结果可为共沸物丙酸甲酯+甲醇分离新工艺设计及优化提供理论支撑和实际指导。

水热合成温度对MnO_(2)催化脱除NO_(x)与氯苯性能的影响

采用水热法制备了以硫酸锰为前驱体的MnO_(2)催化剂,以氯苯作为二英的分子模拟物,对比了不同水热合成温度下制备的催化剂同时脱硝脱氯苯的催化性能,并进行了表征。结果表明:90℃合成的催化剂呈现α-MnO_(2)晶相,表现出较好的同时脱硝脱氯苯活性,并且具有良好的催化稳定性,连续反应16 h后仍保持较高的活性,这与其较大的比表面积、较高的表面Mn^(3+)比例以及丰富的表面活性氧物种有关;180℃合成的催化剂呈现出γ-MnO_(2)晶相,虽然也具有较好的催化活性,但稳定性较差;150℃合成的催化剂呈现出β-MnO_(2)晶相,催化活性较差。

徐海涛:同蓝天,共碧草

"深入打好污染防治攻坚战,建立健全环境治理体系,推进精准、科学、依法、系统治污,协同推进减污降碳,不断改善空气、水环境质量,有效管控土壤污染风险。"新出炉的《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要(草案)》中,对持续改善环境质量提出如上要求。从"十三五"期间我国提出"坚决打好污染防治攻坚战",到"十四五"要求"深入打好污染防治攻坚战","坚决"到"深入",一词之差,信心更坚定,程度更深入,要求也更高。精准治污、科学治污,早已成为主流方向。不断创新减污降碳技术与设备,用科技的力量守护蓝天碧水,是每一位新时代环保科技工作者面临的重大挑战。

玻璃窑炉TiO_(2)-CeO_(2)/堇青石脱硝催化剂的水洗再生

采用SCR脱硝技术,在某玻璃集团建立旁路脱硝实验装置,对新型TiO_(2)-CeO_(2)/堇青石脱硝催化剂进行了实际工况条件下的耐受实验,分析催化剂中毒原因,并采用了水洗再生方法对中毒催化剂进行了再生处理。结果表明:烟气中含有大量的SO_(2)、碱金属、碱土金属等有害物质,运行2400 h后,催化剂表面粘结大量碱金属、碱土金属和硫铵盐,脱硝活性由90%下降至45%。在线水洗再生方法可以有效清除粘结在催化剂表面的碱金属、碱土金属和硫铵盐,催化剂的脱硝活性恢复至85%。

选择性催化还原脱除氮氧化物催化剂研究进展

氮氧化物(NO_(x))是造成雾霾、酸雨和次生臭氧的主要前驱物。选择性催化还原(SCR)法是目前最具有研究价值和应用前景的烟气脱硝技术,在一定温度下可将烟气中的NO_(x)还原为无害的N_(2)和H_(2)O,催化剂是SCR技术的核心。文中从不同种类的催化剂活性组分角度,综述了近年来SCR催化剂的研究进展。重点讨论了贵金属、分子筛以及金属氧化物催化剂催化还原氮氧化物的研究现状,阐述了不同体系催化剂的催化分解机理,并比较了各类催化剂的优缺点。同时提出复合金属氧化物催化剂将是SCR脱硝催化剂未来发展的主要方向,并进一步深入研究NO_(x)还原机理。

二噁英催化分解催化剂研究进展

二噁英(PCDD/Fs)是一类剧毒的大气持久性有机污染物。热催化分解法是高效分解二噁英的主要技术手段,而催化剂是二噁英热催化分解的核心。文中从各种不同种类催化剂的催化机理及研究情况,综述了近年来催化分解二噁英催化剂的研究进展。重点讨论了钒基、锰基、铈基以及贵金属催化剂催化分解二噁英的研究现状,阐述了催化剂的催化分解机理。研究表明:二噁英催化降解的研究重点应该指向提高催化剂抗中毒性能和水热稳定性能,并进一步深入研究二噁英催化分解机理。

火电行业脱硫废水处理的市场需求及规模分析研究

文章针对火电厂脱硫废水重金属治理的发展现状,详细阐述了在节能减排、绿色低碳的发展理念下,火电行业脱硫废水“零排放”的政策要求、发展趋势及市场容量和规模等内容。