尿素溶液热解制取氨气特性研究

目前采用尿素作为还原剂进行SCR脱硝已经成为一种趋势,利用热解尿素溶液制备SCR还原剂NH3即尿素热解制氨技术在运行管理等方面的优势,使得越来越多的电厂倾向于采用尿素热解技术。利用热重分析方法对尿素溶液的热失重规律进行了实验研究,在简易管式炉和小型尿素热解实验台上研究了尿素溶液高温热分解特性,不同工况(热解温度、尿素溶液浓度、载气流量、添加剂)下尿素溶液热解的氨气产率,从而为尿素溶液热解制氨提供一些基础性的理论依据。结果表明:尿素热重分析发现尿素从室温升至600℃过程中,涉及众多中间反应;热解温度对尿素温度有着显著的影响,随着温度升高,热解效率增大,温度达到650℃时,效率最高;尿素溶液初始浓度对尿素热解效率影响不大,推荐采用50%的初始溶液浓度。     

尿素-SNCR法脱除污泥与煤混烧烟气中NO_x试验研究

文章在200 m3/h烟气中试试验平台上开展污泥与煤混烧烟气SNCR脱硝试验研究。在研究污泥与煤混烧NOx排放特性基础上,关注NOx的去除效率,研究还原剂种类、燃烧温度、氨氮比、添加剂等因素对尿素-SNCR法脱硝的影响。实验结果表明污泥的添加会导致烟气中NOx和SO2排放浓度显著增加;还原剂种类、燃烧温度、氨氮比对尿素-SNCR法脱硝具有重要影响,脱硝效率随着尿素浓度、氨氮比的增大而增加,随着燃烧温度的升高先增加后减小。当尿素使用浓度为12%,氨氮比为1.5∶1,温度区间为850~900℃时,尿素-SNCR法脱硝效率可达到50%,同时H2O2添加剂对SNCR脱硝具有明显的促进作用。该技术非常适合工业锅炉协同处置城市污泥烟气脱硝应用。     

尿素对中国近海3种典型赤潮藻生长的影响

采用实验室一次性培养的方法,研究了尿素对中国近海3种赤潮藻---球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响.结果表明,这3种赤潮藻均能利用有机氮源尿素生长,且表现出明显的浓度效应:当尿素浓度介于0~8.82μmol.L-1(以N计,下同)时,3种赤潮藻的比生长速率均较低,细胞密度也较低,与对照组相比无显著差异;当尿素浓度大于8.82μmol.L-1时,这3种赤潮藻表现出明显的生长效应.然而,3种赤潮藻适宜生长的尿素浓度并不一致,当尿素浓度分别为882、8820和8820μmol.L-1时,球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻分别达到最大比生长率0.76、0.54和0.66d-1.将3种赤潮藻在不同尿素浓度下的最大比生长速率用Monod方程拟合,得出球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻在以尿素为唯一氮源条件下的最大比生长速率和半饱和常数分别为0.73、0.47、0.63d-1和12.36、21.83和20.34μmo.lL-1.由此可见,这3种藻能够利用有机氮源尿素,无疑扩展了其氮营养来源,在无机氮源缺乏时,具有竞争优势.相比较而言,球形棕囊藻对尿素的亲和力最高,在低浓度尿素条件下,球形棕囊藻具有较高的竞争力.     

钠添加剂对NOxOUT工艺影响的研究

在苯胺废液流化床焚烧实验装置上进行了以尿素做还原剂的选择性非催化还原脱硝(NOxOUT)试验,研究了不同钠添加剂(Na2CO3、NaOH和NaCl)对脱硝率以及温度窗口的影响.结果显示:微量的钠添加剂即可明显促进脱硝反应,脱硝率随着钠添加剂用量的增加而升高,钠添加剂通过产生·OH活性基团从而促进脱硝反应,3种钠添加剂对脱硝效果促进作用大小依次为NaOH、Na2CO3、NaCl,在温度为900~950℃,氨氮比为1.5,空气过剩系数为1.0~1.2时,NOxOUT脱硝率达到最大值.利用热力学原理计算出NOxOUT脱硝反应的摩尔反应焓、摩尔反应吉布斯函数、化学平衡常数等热力学参数,结果表明NOxOUT脱硝是热力学可行的.     

稻季施用不同尿素品种的氮素径流和淋溶损失

在太湖地区乌栅土上,利用大型原状土柱研究不同尿素品种、施肥量处理在稻季氮素径流和淋溶损失.结果表明,包膜尿素在基施情况下,田面水总氮浓度始终接近对照水平,通过径流损失的可能性很小.尿素处理施肥后2d内田面水氮浓度达最高值,随后急剧下降,施肥与径流产生时间的间隔是决定径流氮排放大小的关键因素,施肥5d后的降雨不易造成大的径流排放,氮径流损失与尿素施用量呈显著正相关.各处理间的氮素淋溶排放无显著差异,在2.66～3.25kgN/hm²之间;淋溶液中NO₃^--N浓度最高为0.83mgN/L,在正常施肥情况下,此类土壤氮的淋溶不会造成地下水NO₃--N的严重污染.     

春季东海赤潮高发区尿素的断面分布及影响因素

根据2011年3月31日至5月27日对东海赤潮高发区ZA断面的6次调查数据,分析了该断面赤潮暴发前后尿素的断面分布及影响因素。结果表明:3月31日至4月20日硅藻赤潮暴发期间,尿素的浓度范围为0.06~3.27μmol/L,陆源输入为硅藻赤潮期间影响尿素浓度的主要因素;4月28日至5月27日甲藻赤潮暴发期间,尿素的浓度范围为0.12~3.46μmol/L,浮游植物的吸收利用是影响甲藻赤潮期间尿素浓度的主导因素。调查期间,该断面尿素浓度高值区整体呈现由近岸向远岸,再向近岸转移的分布趋势。且随着时间的推移,该断面尿素浓度整体呈现降低的趋势。根据甲藻赤潮暴发期间,ZA断面尿素浓度低于硅藻赤潮暴发期间,且低值区与叶绿素浓度高值区相对应这一尿素浓度分布特征和浓度水平,推测甲藻对尿素的有效吸收利用是维持东海赤潮高发区甲藻赤潮暴发的原因之一。     

络合-氧化-还原耦合方法脱除烟气中NOx的研究

NO与Fe2+反应生成络合物[Fe(NO)]2+易被O2氧化解络形成NO2-和NO3-离子,进而被尿素溶液还原生成N2.基于上述反应原理,本文提出脱除烟气中NOx的新方法,即以FeSO4为吸收液、O2为氧化剂、尿素为还原剂的络合-氧化-还原耦合法.考察了尿素初始浓度、吸收液pH值、NOx初始浓度、烟气流量等因素对NOx脱除率的影响.结果表明,尿素初始浓度越高、吸收液pH值越低、NOx初始浓度越大、烟气流量越小时,NOx脱除率越高;当尿素初始浓度为1.19mol/L,吸收液pH值为3.2,NOx初始浓度为1493mg/m3以及烟气流量为800mL/min时,反应初期(0~6min)NOx脱除率可达92%以上,且反应1h后脱除率仍可保持在69%左右.     

氮磷形态与浓度对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响

以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和斜生栅藻（Scendesmus obliquus）为研究对象,分别以硝酸钠、氯化铵和尿素为氮源,以磷酸氢二钾、甘油磷酸钠和三磷酸腺苷为磷源,配置不同浓度的氮磷培养基（氮浓度1.00,4.00,8.00mg/L,磷浓度0.20,2.00mg/L）,通过一次性培养实验研究2种藻氮、磷饥饿时对不同形态和不同浓度氮磷的生长响应.结果表明,2种藻对氮、磷的形态和浓度响应均不同,且藻种之间也有明显的响应差异.铜绿微囊藻在3种浓度硝酸钠培养下比生长速率无显著差异,而斜生栅藻的比生长速率在硝酸钠4.00mg/L时达到最高,说明1.00mg/L的硝酸钠已满足铜绿微囊藻对氮的生长需求,斜生栅藻对氮的需求高于铜绿微囊藻.铜绿微囊藻在1.00,4.00mg/L氯化铵和尿素培养下的比生长速率相同,且比生长速率和现存量均高于同浓度硝酸钠培养组,说明相比于硝酸钠,铜绿微囊藻更喜欢利用还原态的氯化铵和尿素.但当氯化铵浓度高达8.00mg/L时,铜绿微囊藻比生长速率低于相同浓度尿素和硝酸钠培养组,也低于低浓度氯化铵培养组,说明高浓度氯化铵不利于铜绿微囊藻的生长.然而,斜生栅藻在8.00mg/L氯化铵培养下比生长速率和现存量与尿素培养时无显著差异,而且均高于硝酸钠培养组,说明斜生栅藻对氯化铵的耐受能力比铜绿微囊藻高.3种形态的磷均能被铜绿微囊藻和斜生栅藻利用,但铜绿微囊藻用高浓度有机磷培养时的现存量更高,斜生栅藻则在高浓度无机磷培养下生长更好,说明铜绿微囊藻比斜生栅藻能更好的利用有机磷,高浓度的无机磷不利于铜绿微囊藻生长.太湖目前铵氮浓度降低显著,水体无机磷占比很低,溶解态有机磷浓度占比较高,这些都更有利于蓝藻形成优势.     

运用Jayaweera-Mikkelsen模型对太湖地区水稻田稻季氨挥发的模拟

运用密闭气室通气法测定了太湖地区典型水稻田lysimeter实验中肥料施用后的稻季氨挥发动态变化和总损失量,并使用Jayaweera-Mikkelsen氨挥发模型验证了测定结果.田间测定结果表明,施用普通尿素和控释尿素后的氨挥发显著不同,在水稻生育期普通尿素的氨挥发损失达施入N量的29%～35%,不同施N水平间差异显著;而不同用量的控释尿素的氨挥发损失则相对一致,仅为施入N量的5%.模型高估了生育期的氨挥发总量,特别是在普通尿素高挥发时期造成了较大偏差.对尿素处理,模型预测值与实测值的比率为2.95～4.19;对控释尿素处理,预测值对实测值有正负偏差,比率为1.19～1.40.运用预测值与实测值的级数商评价了模型的实用性.通过灵敏度分析,对模型中的参数NH 4-N的浓度进行了修正,引入了限制条件.修正后的模型能够很好地满足对高挥发量的预测,模拟结果比率为1.12～1.28.实测田面水中的NH 4-N浓度不能代表模型中参与计算的实际浓度,可能原因是藻类活动对NH 4-N浓度和氨挥发过程产生的影响.     

铬酸钡法测定硫酸根的干扰因素研究

为了探明有机物和金属离子对铬酸钡光度法测定硫酸根的影响,选取不同种类的有机物(葡萄糖、尿素、柠檬酸、叔丁醇和正丁醇)和金属离子进行比对试验。结果表明:葡萄糖对硫酸盐测试干扰最大,在SO_4~(2-)浓度和葡萄糖浓度分别为200 mg/L和3 000 mg/L的条件下,硫酸盐回收率仅为58.7%,硫酸盐回收率随葡萄糖浓度的增大而降低;尿素、柠檬酸、叔丁醇和正丁醇对硫酸盐测定结果没有显著影响。在SO_4~(2-)浓度、葡萄糖和金属离子(存在CuSO_4、Ag_2SO_4、Ni Cl_2、CoCl_2、Mn Cl_2、FeSO_4)浓度分别为200 mg/L、3 000mg/L和20 mg/L的条件下,硫酸盐回收率分别为65.8%、71.5%、62.3%、65.2%、86.7%和78.5%。     

石灰石湿式烟气脱硫工艺中添加剂的研究

石灰石湿式烟气脱硫工艺中使用添加剂 ,可提高脱硫率和石灰石利用率等。本研究应用旋流板塔处理模拟烟气 ,系统研究了几种无机及有机添加剂对湿式石灰石脱硫过程的影响 ,选出了适宜的添加剂及其添加浓度 ;得到了脱硫率与主要操作参数之间的关系 ,为工业设计和操作提供了参考数据。并对添加剂强化过程机理进行了讨论     

Simultaneous removing SO2 and NO by a new system containing cobalt complex

Absorption and catalytic oxidation of nitric oxide can be achieved by using cobalt（Ⅲ） ethylenediamine （Co（en）3^3＋. When simultaneous absorbing SO2 and NO, the precipitation of Co2（SO3）3 will be yielded and the NO removal will be decreased. A new catalyst system using Co（en）3^3＋ coupled with urea has been developed to simultaneous remove NO and SO2 in the flue gas. NO is absorbed and catalytically oxidized to nitrite and nitrate by Co（en）3^3＋. The dissolved oxygen in scrubbing solution from the feed stream acts as oxidant. Urea restrains the precipitation of Co2（SO3）3 by oxidizing SO3^2-to SO4^2- as COSO4 is more soluble in water. The experimental results proved that nearly all SO3^2- can be oxidized to SO4^2- and the high NO and SO2 removal could be obtained with the new system. The NO removal is influenced by gas flow rate, the concentration of Co（en）3^3＋ and urea in the absorption solution, the temperature of the scrubbing solution and the content of oxygen in the flue gas. The low gas flow rate is favorable to increase the NO removal. The experiments proved that the NO removal could be maintained at more than 95% by the system of 0.02 mol/L Co（en）3^3＋ and 1% urea at 50℃ with 10% O2 in the flue gas.     

典型进口废铜废铝初级加工原料模拟熔炼烟气中重金属产生特性研究

随着我国全面禁止固体废物入境,如何从传统的进口废铜废铝中甄别高品质再生铜再生铝原料,是精准打击固体废物入境、确保行业急需高品质原料进口的关键.选取典型进口废铜废铝初级加工原料样品,采用高温管式炉模拟不同原料类型、熔炼温度、夹杂物和熔炼剂等因素对于熔炼过程烟气中重金属产生特性的影响.结果表明:①当进口铜加工材原料熔炼温度从900℃升至1 300℃时,烟气中Cr、Ni、Zn、Pb浓度随温度升高而增加,且进口铜加工材原料熔炼过程烟气中整体上重金属的产生量比铜米、漆包线多,当夹杂物含量从0增至1.0%时烟气中重金属浓度呈增长趋势,熔炼入炉的进口铜加工材原料的夹杂物含量控制在0.5%以内,可有效减少烟气中Pb和Zn等重金属的产生.②当进口汽车铝切片原料熔炼温度从500℃升至900℃时,烟气中Cr、Ni、Zn、Pb、Cu浓度均随温度升高而增加,熔炼剂中添加C₂Cl₆比添加NaCl、KCl和NH₄Cl等更利于重金属的产生,夹杂物含量从0增至1.0%时,烟气中Cr、Ni、Pb浓度均不断增加,Zn和Cu浓度则逐渐减少.研究结果为我国制定高品质再生铜再生铝原料标准、精准打击固体废物入境提供了数据支持.      

Production of ammonia from plasma-catalytic decomposition of urea: Effects of carrier gas composition

Effects of carrier gas composition(N_2/air) on NH_3 production, energy efficiency regarding NH_3 production and byproducts formation from plasma-catalytic decomposition of urea were systematically investigated using an Al_2 O_3-packed dielectric barrier discharge(DBD) reactor at room temperature. Results show that the presence of O_2 in the carrier gas accelerates the conversion of urea but leads to less generation of NH_3. The final yield of NH_3 in the gas phase decreased from 70.5%, 78.7%, 66.6% and 67.2% to 54.1%, 51.7%, 49.6% and 53.4% for applied voltages of 17, 19, 21 and 23 kV, respectively when air was used as the carrier gas instead of N_2.From the viewpoint of energy savings, however, air carrier gas is better than N_2 due to reduced energy consumption and increased energy efficiency for decomposition of a fixed amount of urea. Carrier gas composition has little influence on the major decomposition pathways of urea under the synergetic effects of plasma and Al_2 O_3 catalyst to give NH_3 and CO_2 as the main products. Compared to a small amount of N_2 O formed with N_2 as the carrier gas, however,more byproducts including N_2O and NO_2 in the gas phase and NH_4 NO_3 in solid deposits were produced with air as the carrier gas, probably due to the unproductive consumption of NH_3, the possible intermediate HNCO and even urea by the abundant active oxygen species and nitrogen oxides generated in air-DBD plasma.     

尿素/KMnO4湿法烟气脱硫脱氮的试验研究

采用尿素和KMnO₄配制成的吸收液,在填有金属鲍尔环的柱式喷淋吸收反应器中,对模拟烟气进行湿法烟气同时脱硫脱氮研究.结果表明:采用尿素和KMn0₄配制成的吸收液可以高效地脱除模拟烟气中的SO₂和NO_x,脱硫脱氮率平均分别达到99.6%和62.5%;反应吸收液中主要含有因吸收NOx和SO₂而生成的NO₃-,NO₂-,NH₄+和SO₄2-等离子;NO₃-,NO₂-和NH₄+的生成曲线及尿素的消耗曲线均为线性,其速率常数分别为0.009 1,0.0074,0.091 6和0.950 8 mmol/(L·min).吸收反应为零级反应.      

电晕放电与络合催化联合同时去除烟气中SO_2、NO实验研究

采用电晕放电与液相络合催化协同同时去除烟气中SO2和NO,电压、水流量、乙二胺合钴浓度、pH、SO2和NO初始浓度以及气流量对同时去除SO2和NO效率的影响进行了实验研究.结果表明:NO去除率随着放电电压、水流量、乙二胺合钴浓度、pH的增加而增加,而随SO2和NO初始浓度、烟气流量的增大而减小;SO2去除率也随放电电压,水流量的增加而增加,随烟气流量的增加而下降,但溶液pH,SO2和NO初始浓度和乙二胺合钴浓度对其影响很小.溶液中加入Mn2+和尿素能分别增强SO2和NO的去除效果.最佳条件为:电压25 kV、水流量80 L·h-1,乙二胺合钴浓度0.02 mol·L-1,烟气流量1.0 m3·h-1、尿素浓度0.02 mol·L-1,Mn2+浓度为0.02 mol·L-1时,NO和SO2去除率分别可达68%和94%,对应能量消耗分别为22.2 g·k Wh-1和75.2 g·k Wh-1.     

Effect of ammonium sulfate and urea on PCDD/F formation from active carbon and possible mechanism of inhibition

The effect of ammonium sulfate （（NH4）2SO4） and urea （CO（NH2）2） on polychlorinated dibenzo-p-dioxin and dibenzofuran （PCDD/F） formation from active carbon was investigated in this study. Both additives could significantly inhibit PCDD/F formation, and PCDD/F （TEQ） generation was reduced to 98.5% （98%） or 64.5% （77.2%） after 5% （NH4）2S04 or CO（NH2）2 was added into model ash, respectively. The inhibition efficiency of PCDDs was higher than the value of PCDFs, however, the reduction of PCDD/F yield was mainly from PCDFs decreasing. In addition, the solid-phase products were reduced more than the gas-phase compounds by inhibitors. By the measurement of chlorine emission in the phase of ion （Cl[Cl^-]） and molecule gas （Cl[Cl2]）, it was observed that both Cl[Cl^-] and Cl[Cl2] were reduced after inhibitors were added into ash. Cl[Cl2] was reduced to 51.0% by urea addition, which was supposed as one possible mechanism of PCDD/F inhibition.     

柠檬酸盐法在硫酸尾气治理与资源化中的应用

针对某化工厂硫酸生产中,由于硫酸生产中受冶炼烟气SO2浓度影响波动较大、冶炼系统故障以及自身工艺技术等因素的制约,化工厂硫酸生产系统尾气SO2浓度在烟气非正常条件下(烟气中SO2浓度小于3.5%),甚至在烟气正常条件下(烟气中SO2浓度大于3.5%)有时均难以达标排放,不但造成大量含SO2的尾气超标排入大气,而且使得大...     

钙硫比对烧结烟气循环流化床脱硫效率的影响

对不同钙硫比条件下烧结烟气循环流化床脱硫效率进行了研究,研究结果表明:在循环流化床脱硫系统中,保持烟气流量、循环物料量、喷水量、进出口烟气温度、入口SO2浓度等参数不变的条件下,提高钙硫比在短时间内并不能明显提高脱硫效率,其影响脱硫效率是通过钙硫比的改变实现循环物料量成分的变化,使循环物料量中有效吸收剂的比例增加,从而实现脱硫效率的提高。