一种SCR脱硝装置喷氨混合系统的结构优化设计

氮氧化合物是主要的大气污染物之一,已经成为我国大气污染控制的重点。SCR(selective catalytic reduction)烟气脱硝技术因其脱硝效率高、运行稳定而成为目前应用最为广泛的烟气脱硝技术。当前SCR烟气脱硝工程存在的主要问题之一是氨气的逃逸率过高,喷氨混合系统的混合强度和均匀度是影响氨气逃逸率的重要因素。针对该问题采用计算流体动力学的方法优化设计了一种SCR脱硝装置喷氨混合系统,采用该种喷氨混合系统可以有效提高氨气与烟气在催化剂表面的混合均匀度,使氨气与烟气中的氮氧化物在催化剂表面充分反应,有效降低氨气逃逸率,同时降低SCR脱硝工程成本。     

SCR区域喷氨的NH3分布与均匀性调整

针对SCR系统区域喷氨优化调整原理的具体实施,用仿真技术建立典型SCR系统数值模型,研究喷氨格栅支管所喷NH3在出口监测截面上的区域分布与迹线运动;对比分析不同处理烟气量下喷氨格栅区域烟气速度、NH3浓度以及调整前后出口监测截面上NH3浓度分布.结果表明:均匀划分后的出口截面与喷氨支管间区域的正对应关系受支管的位置与烟...     

基于线性控制的SCR脱硝分区喷氨工业性试验

为了分析SCR脱硝分区喷氨技术的应用效果,采用1 000 MW、750 MW、500 MW三种工况的分区喷氨脱硝装置进行工业性试验。结果表明:A侧反应器和B侧反应器出口NOx相对标准偏差≤19.7%,氨逃逸率小于2.28 mg/m3(标态、干基、6%O2),出口NOx排放浓度小时均值小于50 mg/m3(标态、干基、6%O2);在锅炉燃烧较为稳定的情况下,基于出口NOx浓度场线性反馈控制的分区喷氨技术可以实现SCR出口全截面NOx浓度的均匀分布。     

基于数值模拟的SCR脱硝反应器流场优化

为优化选择性催化还原(SCR)脱硝反应器的流场,采用了组合优化方案;在反应器入口处设置多孔板,在反应器内部设置渐扩口式、格栅式、弧板式共三种导流板;采用计算流体力学(CFD)进行数值模拟获得反应器内部流场,进行对比研究。研究发现：多孔板孔距与孔径比为1.2时,压降较小且能获得较好的流场均布性能;基于反应器结构特点设计的导流板能获得较好的优化效果;催化剂具有流场均布能力,催化剂多层布置可有效改善第一层之后的床层流场,但同时会增大压降;通过组合导流方案,第一层催化剂床层的流速相对标准偏差(RSD)从7.16%降为2.51%,并改善了湍动能的耗散。研究结果对SCR反应器的导流件设计具有一定指导意义。     

火电厂烟气脱硝SCR法应用研究

本文简要论述了SCR法工艺原理,从技术和运行费用角度比较了尿素和纯氨两种常见的催化剂的适用范围,并就SCR烟气脱硝工程中常见问题,提出了具体的解决对策,以供国内电力部门在脱硝工程技术选择时参考。     

基于响应面法的流化床生物膜反应器运行条件优化

采用自主设计的流化床生物膜反应器(FBBR)处理城市生活污水,主要研究了不同构型填料、填充率和不同进水C/N比下反应器的启动效能,采用响应面法对稳定运行期的有机负荷、曝气量、水力停留时间进行优化,并分析了不同阶段的微生物群落特征.结果表明,启动期间,填充率为40％时,MFD填料上生物量较多,挂膜时间较短,最大生物量为6...     

燃煤电厂SCR脱硝系统数值模拟研究进展

我国现役燃煤电厂完成超低排放改造后部分出现NO_x排放不达标的现象,为解决燃煤电厂该工程实际难题,对燃煤电厂SCR脱硝系统数值模拟研究现状进行了综述并开展了横向对比研究。结果表明：为进一步提高SCR脱硝系统数值模拟精确度,应采用非均匀的烟气入口边界条件和采用考虑基于灰层抑制的焦炭燃烧模型;导流板改造应加入对导流板厚度与烟道内烟气流动特性关系之间的考虑;喷氨系统及混合器改造是导致改造成本及引风机能耗较高的重要原因,对工程改造与改造后能耗增加的成本和节省催化剂成本间的对比研究是未来研究的热点。基于上述结论,提出了燃煤电厂SCR脱硝系统工程改造的技术路线,以期为工程实际提供理论指导及技术支撑。     

导流板对脱硝反应器运行的影响分析

在SCR脱硝系统中,流场均匀性的研究主要是通过计算流体动力学CFD与冷态试验模拟相结合的手段来进行,通过加设导流板对流场进行优化,从而为SCR工程设计提供最优流场建议。本文对多个SCR工程的现场安装和运行情况进行跟踪检查,监测出口NOx浓度和氨逃逸率,观察催化剂磨损情况和导流板积灰、变形现象,从多角度考察导流板的优化效果。     

扩缩通道强化蜂窝型SCR反应器脱硝性能的数值研究

为了进一步提高表面涂覆钒基催化剂的蜂窝型SCR反应器的脱硝性能,将蜂窝直通道结构改为扩缩形式.借助Fluent软件容积反应和多孔介质模块描述涂覆层的催化反应,建立了烟气流过蜂窝反应器脱硝过程的数值模型.为验证模型预测精度,模拟了一组直通道蜂窝反应器的烟气对流脱硝实验.借助本文模型,研究了结构和工作参数对新型蜂窝反应器脱...     

氨法烟气脱硫脱硝的技术特征

氨法烟气脱硫脱硝具有显著的技术优势:脱硫效率高,脱硫脱硝一举两得,不耗费热量不产生废渣,脱硫剂利用充分用量小,不损害设备有节能功效。脱硫剂利用率可达90%以上,脱硫效率可达90%以上、脱硝效率可达80%以上;脱硫剂用量是钙法工艺的十到二十分之一;副产物为可以直接利用的化学肥料,而非难于处置的废渣。     

基于数值仿真-响应表面法的二沉池优化研究

以长沙市某污水处理厂二沉池为例,采用多相流混合物模型与k-ε湍流模型结合对辐流式二沉池内速度场和污泥浓度场进行了数值模拟.以出水口悬浮物浓度(SS)为响应目标,对影响二沉池沉淀效果的3个影响因素(进水口流速、颗粒污泥粒径、挡板的淹没深度)进行中心复合设计(central composite design,CCD),并经响应表面法分析得到影响出水SS的二次回归模型,确定了二沉池沉降的最佳条件:进水口流速为0.03m·s-1,颗粒污泥粒径为220.41μm,挡板的淹没深度为3.45m,采用数值仿真模拟实验得到出水口悬浮物浓度值为2.4mg·L-1,较优化之前的仿真结果一周平均值6.7mg·L-1相比,其处理效率提高了64.2%.采用数值仿真和响应表面法结合对二沉池工艺条件进行优化研究,可以加速寻优过程,是工艺优化的辅助工具.     

镁盐对高速铁路列车粪便污水中磷回收的响应面法优化研究

通过响应面Box-Behnken实验设计,对镁盐回收高速铁路列车(高铁)粪便污水中磷进行优化研究,并对回收的产物进行分析.考察了p H值(8~10)、镁磷元素物质的量比(2~6)、反应时间(5~25 min)和温度(5~25℃)等条件对磷回收率的影响.结果表明,镁盐回收高铁粪便污水中磷的最优参数为:p H为9.5,镁磷元素物质的量比为5.7、反应时间为6.4 min、温度为5.0℃,磷的回收率响应值可达到95.3%.傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)分析回收产物,表明主要的物质为磷酸铵镁,可能存在一定磷酸镁.能量弥散X射线(EDAX)分析回收产物,得到物质中磷元素的质量分数为17.1%.研究结果表明,运用镁盐从高铁粪便污水回收磷是可行的,具有一定的参考和借鉴意义.     

抑制剂对淹水土壤反硝化和氨挥发的影响

通过室内培养试验,设置3个硝化抑制剂双氰胺（DCD）（氮肥用量的2.5%（DCD1）、5.0%（DCD2）、7.5%（DCD3））,3个脲酶抑制剂氢醌（HQ）（氮肥用量的0.1%（HQ1）、0.3%（HQ2）、0.5%（HQ3））和3个硝化抑制剂DCD+脲酶抑制剂HQ联合施用（氮肥用量的2.5%+0.1%（HH1）、5.0%+0.3%（HH2）、7.5%+0.5%（HH3））试验处理,探讨抑制剂联合施用对淹水土壤反硝化和氨挥发过程及其环境因子的影响,并借助通径分析探讨环境因子对反硝化和氨挥发过程的影响程度,探求抑制剂、氮素转化过程及其环境因子之间定量影响关系.结果表明,单独施用硝化抑制剂DCD能显著减少反硝化速率,但是增加氨挥发损失.单独施用脲酶抑制剂HQ能不同程度减少氨挥发损失,但对反硝化作用效果不稳定.而联合施用DCD和HQ,尤其是HH2（5.0%的DCD+0.3%的HQ）联合施用可有效地同时抑制反硝化和氨挥发损失,相比CK,其反硝化和氨挥发速率分别减少31.3%和12.5%.通径分析发现,硝化抑制剂DCD和脲酶抑制HQ主要影响土体NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度、上覆水体NH₄⁺-N和DON浓度,从而影响反硝化和氨挥发速率.     

硫自养短程反硝化探究及响应面法回收单质硫

以实验室成功启动的硫自养短程反硝化污泥作为接种污泥,通过批次试验分别探究HRT、pH值和温度对反应过程的影响.研究表明,控制条件参数HRT为5h、pH值为7.5、温度为30℃时,亚硝酸盐和单质硫积累效果最佳,分别达到92.53%和59.36%.对以上最佳参数条件下运行的污泥取样进行微生物高通量分析,Proteobacteria菌门丰度达到91.44%,是自养反硝化的主要菌门,Thiobacillus菌属丰度为66.04%,是实现硫自养短程反硝化过程中稳定单质硫和亚硝酸盐的主要贡献者.对反应出水中的生物单质硫进行絮凝沉淀回收,响应面优化结果表明,絮凝剂PAC投加量为7.73mL/L、pH值为4.53、搅拌速度为220r/min为生物单质硫絮凝的最佳匹配参数.平行试验验证得平均单质硫絮凝率(SFE)为88.1%.     

响应面法优化解体好氧颗粒污泥的修复方式

通过小试实验,探究提高氨氮、COD浓度、水力剪切力以及投加活性污泥和活性炭粉末对解体好氧颗粒污泥的修复效果,得出进水COD浓度以及投加活性污泥和活性炭对颗粒修复影响较大但单一修复方式效果不理想,进而针对这3个因素,采用响应面法得出其最优耦合修复工况（进水COD、投加活性炭和活性污泥质量浓度分别340mg/L、4.64g/L和2900mg/L）.经过17d运行,解体AGS得到良好修复并通过扫描电镜（SEM）对其形态进行观察,可知修复后AGS表面以丝状菌为主,孔隙、裂痕大幅减少,污泥以活性炭为晶核形成新的AGS并且颗粒修复后粒径由（0.89±0.5） mm快速增加到了（2.19±0.4） mm,氨氧化速率（以LVSS记）由2.49mg/（g·h）提高到3.18mg/（g·h）,由此验证了这种耦合修复方式对解体AGS具有高效且快速的修复作用.     

部分反硝化耦合厌氧氨氧化IFAS系统脱氮性能

采用部分反硝化活性污泥耦合厌氧氨氧化生物膜处理低碳氮比废水(C/TN=1.63),考察生物膜-活性污泥复合系统(IFAS)进行部分反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/A)处理低碳氮比废水的可行性及其耦合后两相中功能菌活性与菌群分布变化规律.结果显示,系统耦合运行期间,出水TN为(5.07±0.2)mg/L,去除率为(90.7±0.1)%,厌氧氨氧化途径对TN去除的贡献率高达(86.61±3.4)%;固着相对厌氧氨氧化活性的贡献率为100%,悬浮相上,μ(NO3--N)占比为99.32%,μ(NO2--N)占比为99.22%;与耦合前相比,悬浮相中硝酸盐还原酶(Nar)活性由(0.43±0.05)μmol/(mgprotein·min)增加至(0.49±0.09)μmol/(mgprotein·min),亚硝酸盐转化率明显升高[(70±2.2)%～(90.01±2.3)%];IlluminaMiSeq结果显示,固着相上的优势菌属为Candidatus＿Brocadia,且耦合前后丰度无明显变化(33.61%～33.43%),悬浮相上反硝化菌属Prosthecobacter,Ferruginiba...     

聚乙烯醇降解酶产生菌发酵培养基响应面法优化研究

为了提高假单胞菌Pseudomonas.sp XT11-Z90S产聚乙烯醇降解酶的能力,用Plackett-Buman实验和响应面分析实验对影响产聚乙烯醇降解酶的9个因素,即发酵培养基的9种组成成分进行了研究,并探讨了影响产酶的主要因素和培养基的最佳组成.结果表明,影响产聚乙烯醇降解酶的3个重要组成为葡萄糖、酵母膏和硫酸铵,其最适浓度分别为0.64、0.22和1.45g.L-1.在最佳浓度和组成条件下,聚乙烯醇降解酶最高酶活为13.5U.mL-1,与优化前的12.1U.mL-1相比,提高了11.6%,且其降解率6h时可达到35.5%.     

基于计算模拟与响应面分析漆酶对己烯雌酚的降解作用

己烯雌酚(Diethylstilbestrol,DES)作为水环境中最具雌激素活性的合成化合物之一,其给生物体和环境带来的危害已经引起人们的关注.本研究首先通过分子对接与分子动力学模拟从理论上分析漆酶与DES的相互作用;其次通过实验分析其降解动力学模型及不同反应条件和介质对漆酶催化转化DES的影响;最后使用响应面分析方法优化漆酶-ABTS系统催化转化DES的最佳条件.计算结果表明,漆酶与DES的反应能够自发进行且它们之间主要存在氢键和疏水作用力.实验结果表明,反应6 h左右,50 mg·L^-1的DES的降解率达到93%以上;根据Michaelis-Menten模型得到的动力学参数K_m和V_max分别为36.18 mg·L^-1和45.98 mg·L^-1·h^-1,模型的R²为0.99.漆酶催化降解DES的最佳pH为6,最佳温度为55℃.几种介质中,ABTS对漆酶催化降解DES的作用最强.通过响应面分析发现,在pH=5.5、55.98℃、1....     

基于ARIMA和BP神经网络的猪舍氨气浓度预测

为了从源头减少生猪养殖过程中的氨气排放,降低猪舍氨气浓度,提出了基于ARIMA-BP神经网络的猪舍氨气浓度组合预测方法,分别从最优权重和残差优化角度对基于ARIMA-BP神经网络的组合预测方法进行了对比研究.将该预测方法应用于江苏省宜兴市某养猪场的氨气浓度预测中,预测结果表明：基于ARIMA-BP神经网络残差优化组合预测方法的预测精度最高,与BP神经网络、ARIMA预测方法和基于ARIMA-BP神经网络最优权重组合预测方法对比分析,评价指标MAE、MAPE和RMSE分别为0.0319、0.1580%和0.0365.本文提出的氨气预测方法可以为猪舍环境精准化调控管理提供科学依据以减小猪舍氨气排放对生态环境的污染.