燃煤电厂不同超低排放控制措施颗粒物排放浓度研究

为研究燃煤电厂超低排放后颗粒物排放控制规律,以当前装备两种主流超净颗粒物控制技术电除尘器+石灰石-石膏湿法脱硫+旋汇耦合除尘装置和电除尘器+石灰石-石膏湿法脱硫装置+湿式静电除尘器的3家燃煤电厂为研究对象,通过总排口颗粒物浓度在线监测仪的监测结果与颗粒物脱除有关的环保设施进行颗粒物控制效果、稳定控制能力、最大峰值荷载的分析,结果显示装备有湿式电除尘器的两个电厂,99.9%的颗粒物排放浓度低于5 mg/m^(3),好于采用石灰石-石膏湿法脱硫+旋汇耦合除尘装置的电厂,其仅有91.6%的颗粒物排放浓度低于5 mg/m^(3);其中装备有湿式电除尘器的两个电厂其99.5%的数据低于3 mg/m^(3),这是因为湿式电除尘可以有效控制电除尘器振打导致二次扬尘带来的排放口颗粒物浓度变化,提高整个除尘系统的峰值荷载能力;此外,研究采用的抽取式颗粒物监测仪能准确捕捉电除尘振打产生的二次扬尘峰值,及时跟踪电除尘器运行的趋势规律,因湿法脱硫系统协同电除尘器及湿式电除尘器的作用,电除尘振打产生的二次扬尘浓度显著被抑制,测得的最小二次扬尘浓度值为0.5 mg/m^(3)。

负荷多变工况下燃煤电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整试验研究

燃煤电厂机组负荷突变、SCR脱硝反应器烟气流场不均等因素,引起逃逸NH_(3)浓度超标、空预器堵塞等问题。通过气态污染物测试采样法,在不同负荷工况下,考察了SCR反应器进出口NO_(x)质量浓度、氨逃逸浓度、流速等指标分布;根据SCR反应器进、出口断面的NO_(x)及O_(2)浓度、流速及氨逃逸浓度分布,调节各喷氨调整手动阀门开度,最大限度提高反应器出口的NO_(x)浓度分布均匀性。试验结果表明:喷氨优化调整后,在机组相同负荷工况下,SCR反应器出口NO_(x)浓度分布均匀性明显改善。当机组负荷分别为300、360、450MW时,反应器出口NO_(x)质量浓度分布相对标准偏差由优化调整前的25.7%、20.6%和27.9%分别下降至13.7%、9.0%和15.8%。出口氨逃逸浓度较优化调整前分别下降了27%、36%和26%。通过对比分析调整前、后不同负荷工况下的关键参数DCS历史数据,评估分析了喷氨优化调整前后的效果。评估结果显示:当负荷为360MW时,喷氨量由调整前160kg/h下降至140kg/h,总排口NO_(x)排放浓度由50mg/m^(3)下降至40mg/m^(3);当负荷600MW时,总排口NO_(x)排放浓度为50mg/m^(3)的情况下,喷氨量由调整前400kg/h下降至340kg/h,SCR反应器出口NO_(x)浓度及喷氨量较调整前下降幅度明显,优化调整效果显著。

膜反应器用于二氧化碳加氢转变燃料的研究进展

二氧化碳加氢转化甲醇等高值化利用技术不仅可以实现CO_(2)的循环利用,还能产生显著的社会与经济价值,是实现“碳达峰、碳中和”国家战略的重要途径.CO_(2)加氢制甲醇催化剂的研究已趋成熟,但受限于热力学平衡的限制和副产物水诱导的催化剂失活问题,CO_(2)转化效率仍低于预期.膜反应器已成功应用于克服CO_(2)加氢反应的热力学限制,起到了显著的过程强化作用,大幅提升了CO_(2)资源化利用效率.面向CO_(2)加氢转化甲醇等高值化利用需求,系统阐述了膜反应器中关键膜材料的分离性能对反应过程中反应性能的强化作用,分析了膜反应器在CO_(2)加氢转化甲醇工艺中的机遇和挑战.

碳基多孔材料脱除烟气中二噁英的研究进展

本文通过介绍碳基催化法工艺吸附和降解烟气中二噁英的主要机理和研究进展,总结碳基催化剂的中微孔体积、晶格缺陷和活性官能团是影响烟气中二噁英吸附的重要因素,碳基催化剂再生过程中的催化剂活性、气氛、温度和再生时间等有利于促进二噁英的高效降解并抑制其再次生成。并指出通过对碳基催化剂在防超温着火方面,以及多污染物协同脱除和衡量污染物脱除方面的深入研究,可进一步扩大该工艺在烟气超低排放处理方面的应用。

黄河流域能源企业高质量发展面临的挑战与转型途径

从黄河流域当前能源结构、能源产业发展与生态环保现状分析出发,探讨并回答了在我国“双碳”目标下以及黄河流域生态保护与高质量发展战略中,黄河流域能源产业要实现转型升级所面临的煤炭资源往哪里去、清洁能源从哪里来、能源开发利用过程中生态环保工作怎么做的三大核心问题;探索提出了区域内大型综合能源企业新形势下高质量发展的努力方向与转型途径,即:充分利用区域能源资源优势和良好的产业链基础,通过推进煤炭绿色开采、打造综合电力能源系统、发展现代煤化工产业,实现化石能源清洁化、清洁能源规模化、能源供应融合化发展,并以节能降碳为总抓手实现科学降碳与生态环保协同增效的绿色低碳转型。

基于多参数深度优化降低锅炉省煤器出口CO和NOx浓度的试验研究

某电厂2#600 MW超临界机组锅炉在高负荷运行时,存在省煤器出口CO和NO_(x)浓度偏高的问题,严重影响锅炉运行的经济性、安全性和环保性。开展摸底诊断试验分析CO和NO_(x)浓度偏高的原因,分析得知,省煤器出口氧量分布不均匀和煤粉细度不合适是造成CO浓度偏高的主要原因,同时煤粉细度的不合适还会造成省煤器出口NO_(x)浓度、过热减温水量和飞灰含碳量的增加。在锅炉深度低氮燃烧状态下,通过深度优化煤粉细度数值,省煤器出口NO_(x)质量浓度由调整前的308 mg/Nm^(3)下降至251 mg/Nm^(3),降幅约18.51%,省煤器出口的CO体积浓度由1298μL/L降低至830μL/L。过热减温水量降低7 t/h,飞灰含碳量(质量分数)由2.10%降低至0.84%,降低1.26百分点。通过调整燃烧器外二次风门开度、SOFA风外二次风门开度改善省煤器出口氧量分布,氧量(体积分数)偏差最大值由调整前的4.7百分点下降至1.5百分点,省煤器出口CO体积浓度由830μL/L下降至340μL/L。经过优化调整,锅炉效率提高约0.68百分点,影响煤耗降低约2.04 g/(kW·h)。锅炉运行经济性、安全性和环保性得到较大提高,为同类型机组运行提供参考依据。

炭基催化法降解烟气中二噁英研究进展

综述了炭基催化法烟气处理工艺中二噁英的降解机理,以及催化剂特性、降解气氛、温度和时间等对二噁英降解影响的研究进展,指出由于缺乏足够多的二噁英降解机理研究数据,一方面可能使得工业应用中催化剂被过量使用,另一方面可能会导致催化剂在多污染物协同处理时引发处理效率或装置运行问题。最后从超低排放背景下该技术的推广和应用角度对今后的研究方向提出了建议。

炭基催化法脱硫脱硝再生系统设计及运行研究

炭基催化法多污染物协同脱除技术在钢铁、发电、化工等行业具有广阔的应用前景。从炭基催化剂的再生原理、再生工艺等方面,阐述了再生气的生成过程及成分特点;分析了再生气对再生塔本体及再生气输送系统造成的不利影响。从再生塔本体的设计、制造、安装及运行,管路输送系统的选型、冷凝酸的收集处理和预洗涤装置的布置等方面提出了再生系统的工艺优化措施,为保障炭基催化法脱硫脱硝再生系统的稳定运行提供参考。

H_(2)S分子6320—6350 cm^(-1)波段谱线参数高精度测量

硫化氢(H_(2)S)作为一种强腐蚀性且具有剧毒的气体,在化工、能源、环境等多个领域都是重要的中间产物或排放污染物,在线精确测量其浓度对工艺过程控制、安全生产具有重要意义.可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)作为一种定量吸收光谱技术,适用于大气环境监测、工业过程控制等领域H_(2)S浓度高精度在线测量.考虑到HITRAN2020数据库中H_(2)S的谱线参数主要来自基于半经验理论模型的计算,且缺乏实验数据验证,本文首先采用直接吸收(DAS)法扫描获得H_(2)S分子6320—6350 cm^(-1)波段内谱线吸收截面,选取其中6组吸收较强、相对独立、具有应用潜力的特征谱线作为实验测量的目标谱线;然后采用免标定、高信噪比的波长调制-直接吸收(WM-DAS)法测量了该6组谱线在不同压力下的吸收截面并用Voigt,Raution等线型函数对吸收截面进行最小二乘拟合,对谱线的碰撞展宽系数、线强度、Dicke收敛系数等光谱常数进行高精度测量,其中吸收截面拟合的残差标准差低至7×10^(-5),谱线线强度的测量不确定度小于2%,碰撞展宽系数、Dicke收敛系数、速率依赖系数的测量不确定度小于10%.完善了H_(2)S光谱数据库,为H_(2)S浓度高精度测量提供基础光谱数据.

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.

基于能值的热、电成本分摊方法

由于联产机组热、电生产过程中的耦合性,尽管目前已经提出许多热、电成本分摊方法,但各具优缺点,尚不能完全满足实际应用的需要。基于能值及投入产出火用分析法,提出一种热电成本分摊的新方法——能值法。利用投入产出火用分析法对热电联产机组各子系统,如燃料系统、锅炉系统、汽机系统、回热系统和冷凝系统进行分析,得到系统中各股能流的能值,基于热、电双方的能值的比例,对热电成本进行分摊。以某双抽工业供热凝汽机组为例进行了热电成本分摊,并对包含本方法在内的几种常见的分摊方法进行了比较分析:100%供热工况下,热量法热电分摊比为0.3428、实际焓降法热电分摊比为0.2198、能值法热电分摊比为0.2778,基于能值法计算的供电标准煤耗率为296.63g/(kW·h)。结果表明:能值法既有经济方面的考量又有热力学第二定律作为理论支撑,并将厂用电考虑在内进行热电成本分摊,热电分摊比处于热量法与实际焓降法之间较为合理,且物理意义明确,所得到的供电标准煤耗率贴近电力生产实际,有较强的实用性。

新型射频导纳料位计的原理和应用

本文简要介绍了活性焦处理烧结烟气技术中活性焦颗粒物位测量的重要性,分析了现有物位测量技术存在的问题,提出了一种新的活性焦颗粒物位测量的解决方案。该方案利用射频导纳三端技术设计一种可以贴合储料仓壁面安装的接触式料位计,并且有效地解决了现有料位计实际应用中存在的诸多问题。

碳减排背景下我国与世界主要能源消费国能源消费结构与模式对比

选取2020年世界能源消费量累积占比达80%的前23个国家作为研究对象,通过从一次能源清洁化率、化石能源清洁利用率和电能占终端能源消费率角度对其能源消费结构进行对比研究,从单位GDP能耗、人均能耗和单位国土面积能耗角度,结合产业结构和分部门能源消费构成,对其能源消费强度进行深入分析,探讨各国在社会经济运行与生产生活中的能源消费模式,提出能源消费自然碳汇承载负荷比概念,指出我国在碳达峰与碳中和目标下能源消费模式转型面临的优势与挑战.结果表明,我国一次能源清洁化率、发电用能占比、化石能源清洁化利用率和电能占终端能耗比分别达到15.90%、 53.48%、 37.51%和26.54%,均在世界主要能源消费国家中处于前列,已经架构起良好的能源集约化和清洁化利用结构基础;非工农业能源消费占比尤其是仅为14.09%的交通能源占比在主要能源消费国中最低,已经形成了具有相对优势的绿色低碳能源消费模式;基于产业结构优化潜在的总体能源生产率还有较大提升空间;但相对较短的碳达峰与碳中和目标期对清洁能源发展速度与规模提出了巨大挑战,碳排放约束下的国际形势对我国通过优化调整产业结构实现降碳目标也增加了难度.

碳中和背景下粤港澳大湾区臭氧浓度及敏感性变化

为探究碳中和目标下减排措施对粤港澳大湾区臭氧(O_(3))形成的潜在影响,我们重点研究了粤港澳大湾区城区和郊区的O_(3)浓度和敏感性变化。本文基于中国未来排放动态评估模型(Dynamic Projection model for Emissions in China,简称DPEC)提供的“双碳”目标下的排放情景数据,采用WRF-SMOKE-CMAQ空气质量模式,分别模拟了我国2020年、2030年和2060年这三个关键节点年份的O_(3)浓度,并利用内嵌于CMAQ的DDM(Decoupled Direct Method)模块计算了各地O_(3)对NO_(x)和VOC的一阶敏感系数S_(O_(3_)NO_(x)),以揭示O_(3)对这两种主要前体物排放的响应敏感程度。研究表明:(1)对于O_(3)浓度的变化,从不同季节来看,与2020年相比,粤港澳大湾区地区2030年和2060年冬季O_(3)浓度均呈上升趋势。从不同城市来看,与其他城市相比,深圳的O_(3)浓度一直处于明显的上升趋势。(2)对于O_(3)敏感性的变化,S_(O_(3_)NO_(x))整体呈上升趋势,且负值区域逐渐减少,正值区域逐渐扩大。2030年S_(O_(3_)NO_(x))负值绝对值下降,NO_(x)滴定作用减弱。2060年,粤港澳大湾区大部分地区S_(O_(3_)NO_(x))转化为正值。对S_(O_(3_)NO_(x))来说,未来情景中研究区域全年均为正值且整体呈下降趋势。

中国长三角地区船舶排放对PM_(2.5)的贡献:向岸气流的影响

船舶排放是影响沿海地区空气质量的重要因素。在向岸风的作用下,船舶排放对沿海地区大气污染物的不利影响更加显著。然而,已有研究仅仅基于特定时间范围内以及特定站点的情况,针对全年长时间序列以及不同季节,向岸风的发生频率以及对船舶排放传输的影响还尚未完全了解。因此,本研究选择长三角地区作为目标研究区域,使用WRF/Chem (The Weather Research and Forecast model coupled with Chemistry)模型来探究2018年向岸风影响下,船舶排放对沿海地区PM_(2.5)的影响。结果表明:(1)向岸风影响下,船舶排放对PM_(2.5)的贡献较全年平均贡献和非向岸风影响下的贡献更为显著,尤其是在沿海地区。向岸风时段,船舶排放对PM_(2.5)的贡献值在上海市和宁波市可分别达到9.3μg m^(-3)和7.4μg m^(-3),分别为全年平均值的1.8和1.3倍。(2)在向岸风时段,船舶排放对PM_(2.5)的贡献不仅在沿海地区显著增加,在内陆地区的贡献也较为明显。在中部地区距海岸线200 km处,船舶排放对PM_(2.5)的贡献值在向岸风时段为4.5μg m^(-3),而全年平均值仅为2.5μg m^(–3)。(3)在向岸风影响下,船舶排放对PM_(2.5)的影响呈现出明显的季节差异。在向岸风的影响下,冬季船舶排放对PM_(2.5)的贡献较其他季节大。在夏季,船舶排放对PM_(2.5)的贡献,在向岸风与非向岸风时段的差异最大。在春季,即使向岸风发生频率最低,但船舶排放对PM_(2.5)的影响仍较大。仅考虑年均或者月均的情况下,船舶排放对PM_(2.5)的贡献可能往往被低估,这将不利于重污染时期对船舶排放的精准防控。本研究结果将有助于理解向岸气流存在时,船舶排放传输特征,并为沿海空气污染控制和管理提供参考。