油田油泥与煤在流化床中的混烧

基于小型流化床焚烧实验平台,通过含油污泥与煤混合燃烧,分析气体污染物排放浓度以及灰渣特性。含油污泥与煤混烧后NO_x、SO_2的排放浓度均低于危险废物焚烧排放标准。根据灰渣中组分分析,煤中碱金属化合物能抑制SO_2的排放。渣样的浸出毒性均在标准范围内,灰样的浸出毒性高于渣样,主要因为飞灰中更容易富集挥发和易溶形态的重金属。基于小试实验的结果,油泥在小型流化床上的燃烧不充分导致了CO排放浓度较高,且灰的灼减率较高,因此,在后续中试以及示范工程中,应保证油泥的充分燃烧,为灰渣的综合利用提供理论基础。     

燃煤机组烟气污染物排放特性研究

在分析超净排放技术和脱硫、脱硝及除尘中各污染物的作用机制基础上,研究了不同工况条件下SO_2、NO_x、烟尘的排放特性。结果表明:(1)脱硝工艺烟气温度控制在377~407℃,总风量控制在1 100~1 500t/h,出口NO_x质量浓度能够达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)超净排放(50mg/m~3)的脱硝标准,比改造前NO_x平均脱除效率提升6百分点。(2)改造后,出口烟气SO_2质量浓度为28.7 mg/m~3,低于35 mg/m~3;出口烟尘质量浓度为3.4 mg/m~3,低于5 mg/m~3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准。(3)电厂完成改造后每年可减少SO_2及NO_x排放量分别为2.7万、1.3万t,年缴纳的SO_2和NO_x排污费用可减少2 526.3万元,具有显著的节能及经济效益。     

烧结(球团)烟气典型环保工艺的SO3排放及NaHSO3喷射脱SO3技术的工程应用

SO_3对人体及环境的危害均远大于SO_2,为了较全面地表征烧结(球团)烟气SO_3排放特征并研究其SO_3控制技术,以实验研究为基础,对不同SO_3测试方法进行了对比分析;采用PENTOL SO_3分析仪,首次对5个典型的烧结(球团)工程实施SO_3测试,研究其SO_3排放特征及现有设备的SO_3脱除规律。测试结果表明:烧结(球团)烟气SO_3排放浓度为9.1～145.2 mg·m~(-3),高于燃煤电厂的SO_3排放量,这主要与烧结(球团)工程原料、燃料含硫量有关;烟气治理工艺全流程的总SO_3脱除效率为79.93%～93.75%,且循环流化床干法脱硫+袋式除尘器的工艺组合对SO_3的脱除性能明显优于石灰石-石膏湿法脱硫。针对高SO_3的烧结(球团)项目(723.6 mg·m~(-3))首次实施碱喷射脱SO_3改造,工程实验表明,不同摩尔比(Na_2:SO_3)亚硫酸氢钠干粉喷射后,SO_3排放浓度降幅显著,烟气治理工艺全流程的SO_3总脱除效率从79.70%提高至96.31%～99.25%,电除尘器前后喷射(摩尔比(0.5+0.5)∶1)时SO_3排放浓度最低,为5.3 mg·m~(-3);NO_x、SO_2和颗粒物排放均满足超低排放限值要求。研究结果可为后续烧结(球团)烟气的SO_3排放控制提供参考。     

富氧燃烧条件下燃煤NO_x排放的实验研究

以神华(SH)烟煤和晋城(JC)无烟煤为研究对象,利用一维沉降炉(DTF)开展了煤粉在O_2/N_2、O_2/Ar、O_2/CO_2和O_2/RFG 4种气氛下燃烧时的NO_x排放特性实验,研究了温度和氧浓度对NO_x排放特性的影响,探讨了富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的各个因素的贡献率的变化。结果表明:温度上升会导致燃料氮向NO_x的转化率增大;氧浓度的上升同样会导致转化率的增加,SH烟煤由于挥发分含量较大,受氧浓度影响较大;定量分析结果表明,富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的主要因素是循环NO_x的还原,占整体的50%以上;其次是高浓度CO_2气氛对NO_x的还原,约占20%~30%;而热力型和快速型NO_x的缺失对降低NO_x排放的贡献率不及20%。温度的上升对JC无烟煤各因素贡献率有较大影响;氧浓度的增加会导致SH烟煤各因素贡献率有明显变化。     

北京农村地区燃煤污染物的排放测试

针对农村地区燃煤炉灶设计了污染物排放因子测定系统,通过碳平衡法测定了不同炉灶不同燃料的污染物排放因子,从北京市延庆、怀柔、平谷和房山4个地区农户家中选取12种煤样,选取了北京地区应用广泛的10种土暖气炉和3种蜂窝煤炉分别测定了污染物排放因子数据。测定结果表明:土暖气炉燃烧劣质散煤的PM_(2.5)和SO_2的排放因子最高,分别为3.73 g·kg~(-1)(干燃料)和1.78 g·kg~(-1)(干燃料),燃烧优质散煤和煤球时的PM_(2.5)排放因子依次减小,分别为3.33 g·kg~(-1)(干燃料)和2.20 g·kg~(-1)(干燃料)。优质散煤的SO_2排放因子最低(0.16 g·kg~(-1)(干燃料)),NO_x的排放因子最高(2.99 g·kg~(-1)(干燃料))。当考虑单位有效热量输出时,相对于劣质散煤,燃烧优质散煤和煤球PM_(2.5)、SO_2的排放因子有所下降,PM_(2.5)分别减少了12.9%和8.4%,SO_2分别减少了91.2%和73.8%,但优质散煤NO_x排放因子增加了42.3%。结合调研数据,核算了北京农村地区燃煤污染物排放数据,结果表明,北京农村地区燃煤PM_(2.5)排放总量为1.84万t,占本地污染排放的贡献率为11.2%~16.3%。     

乌鲁木齐市固定燃烧点源大气污染物排放清单

通过现场调研结合物料衡算法、排放因子法,建立了2015年乌鲁木齐市固定燃烧点源大气污染物CO、NO_x、SO_2和PM_(2.5)排放清单。结果表明,2015年乌鲁木齐市CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)的排放量分别为4.41×10~4、6.20×10~4、4.61×10~4、1.57×10~4t;从排放污染物的行业来看,采矿与制造业对4种污染物排放的贡献最大,其对CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)排放的贡献率分别为49.02%、42.17%、48.40%、78.55%。从地区分布来看,米东区污染物排放量最大,其对CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)排放的贡献率分别为46.99%、45.90%、51.69%、29.68%。从排放时间来看,供暖季污染物的排放量明显高于非供暖季,白天的污染物排放量高于夜晚。采用蒙特卡罗统计法分析预测的污染物排放量与排放清单计算结果较为接近。     

基于SCR反应器NO_x均匀度测试的脱硝系统超低排放改造

以东北地区某350 MW火电机组为研究对象,对其超低排放改造后的脱硝系统择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)反应器进行性能测试,利用所获数据绘制等高线图和折线图,研究并分析了SCR反应器出、入口烟气流场和NO_x浓度场的分布特性。结果显示,脱硝系统平均效率为97.37%,SCR反应器出口NO_x平均浓度为13.31 mg·m~(-3),均达设计要求(脱硝效率≥91.1%,出口浓度≤40mg·m~(-3)),总体脱硝性能表现良好。结果表明:入口NO_x均匀度较好;甲、乙侧反应器出口烟道NO_x浓度的离散度分别为31.49%、56.90%,高于设计值(≤15%),出口NO_x分布不均匀。技术改造使得该机组SCR反应器出口NO_x浓度满足了超低排放限值的要求(≤50 mg·m~(-3)),却在喷氨优化调整、喷氨格栅清理以及催化剂压差控制等方面存在不足。在增加新催化剂层的基础上,对于催化剂层结构疏通、喷氨自动控制、烟气流场的校核与改造等方面仍有提升的空间。     

喷射量对预混合丁醇/柴油复合燃烧排放的影响

基于一台轻型高压共轨柴油机增加一套低压共轨系统实现气道定差压丁醇喷射,并控制进气温度不低于110℃以形成均质预混合气。研究了3 350 r·min~(-1)不同负荷条件下小比例丁醇喷射量对柴油机的气体排放物和颗粒物排放数量浓度、质量浓度及颗粒数量浓度粒径分布特性的影响。结果表明,在中小负荷范围内的HC和CO排放随丁醇喷射量几乎呈线性增加;在大负荷HC排放增加,但是CO排放略微减小。在小负荷工况soot质量比排放和NO_x排放随丁醇喷射量增大而降低,不存在折衷关系;在中大负荷工况soot质量比排放随丁醇喷射量增大而降低但NO_x排放随丁醇喷射量增大而升高。丁醇可明显降低各个负荷的大粒径颗粒物的数量浓度,但是会增加小粒径颗粒的数量浓度。丁醇可降低各个负荷下颗粒物的总数浓度。     

SCR脱硝在燃煤电厂超低排放中的适用性分析

通过流场模拟、化学动力学计算、并结合物理实验,全过程研究SCR反应器内烟气组分的动量/能量/质量传递及脱硝还原反应,计算在不同入口NO_x浓度下SCR出口NO_x和氨逃逸的排放量及空间分布,确定SCR在NO_x超低排放要求下的适用范围。研究结果表明,为实现NO_x50 mg·Nm~(-3)并同时满足NH_32.28 mg·Nm~(-3)的要求,2层SCR催化剂可处理的入口烟气NO浓度上限为240 mg·Nm~(-3),而3层SCR催化剂则可对NO浓度380 mg·Nm~(-3)的烟气实施超低排放治理,为合理选择SCR超低排放设计方案提供了数据支撑。     

低温环境中乙醇汽油和普通汽油的冷凝水与污染物排放

对低温环境中乙醇汽油和普通汽油的冷凝水、CO、HC、NOx和CO2排放特性进行了研究,并对5种排放物的形成机理和排放趋势进行了分析。ECE工况(-20、-10和0℃)和怠速工况(-30、-20、-10和0℃)下,乙醇汽油和普通汽油的冷凝水排放量主要受含氢量、车辆构造和外界环境的共同影响。ECE工况中冷凝水的总体排放趋势是随着温度降低而增加,乙醇汽油的总排水量持平或略低于普通汽油。-10℃时乙醇汽油的高含氧量能促进燃烧速度和燃烧效率,减少CO和HC排放,增加NOx排放;0℃时低温环境和乙醇的高汽化潜热会影响可燃混合气形成和燃烧速度,降低缸壁温度,增加CO和HC排放。     

ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收同时脱硫脱硝试验研究

采用ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝,研究了ClO_2/NO摩尔比、SO_2初始浓度对气相氧化段NO氧化率的影响及液相吸收段中CaCO_3浆液pH、温度和液气比对同时脱硫脱硝效果的影响。结果表明,在气相氧化段,NO的氧化率随着ClO_2/NO摩尔比的增加呈先快速增加后逐渐平稳的变化趋势;在给定的ClO_2/NO摩尔比(0.8)下,随着SO_2初始浓度的增加,NO氧化率稍有下降,高浓度SO2的存在对ClO_2氧化NO的抑制作用有限,说明ClO_2对NO的氧化反应具有良好的选择性。ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收工艺最优反应条件:ClO_2/NO摩尔比为0.8,CaCO_3浆液初始pH为7.0、温度为55℃,液气比为18L/m3。当SO2初始质量浓度为1 000 mg/m~3、NO_x初始质量浓度为509 mg/m3时,最佳反应条件下SO_2去除率达100.00%,NO_x去除率达81%左右。     

海南省大气污染源排放清单及环境影响研究

基于海南省2016年工业环境统计数据,通过自下而上的方法建立海南省2016年工业大气污染源排放清单,并利用中国多尺度排放清单模型(MEIC)排放清单进行背景源补充,使用CALPUFF模型进行大气污染模拟。污染物排放清单结果显示,2016年海南省SO_2、NO_x、CO、PM_(2.5)、PM(10)、黑碳(BC)、有机碳(OC)、挥发性有机物(VOCs)和NH3的排放量分别为1.50×10~4、5.10×10~4、4.56×10~5、2.34×10~4、2.10×10~4、3.50×10~3、1.20×10~4、4.96×10~4、6.50×10~4 t,其中SO_2主要排放源为化石燃料固定燃烧源(分担率66.67%),NO_x主要排放源为交通源(分担率51.18%),CO、PM_(10)、PM_(2.5)主要排放源为生活源(分担率分别59.01%、81.28%和87.62%),VOCs主要排放源为工业溶剂使用源(分担率75.91%),NH_3主要排放源为农业源(分担率93.54%)。排放量较大的区域集中在儋州市、澄迈县一带。SO_2、NO_x年均最大浓度均出现在海口市,PM_(10)、PM_(2.5)年均最大浓度均出现在定安县。交通源对全省污染物浓度贡献突出,工业源虽然对颗粒物浓度贡献率较低,但仍需加强PM_(2.5)治理。     

基于国Ⅵ标准的重型柴油车气态污染物排放控制技术

基于车载尾气检测设备(portable emission measurement system,PEMS),研究了国Ⅵ重型车气态污染物的排放特征;基于单位燃油消耗排放因子、单位行驶里程排放因子、单位时间排放因子,分析了NO_x、HC、CO污染物随路况的变化规律。实验结果表明,NO_x、HC、CO气态污染物较国V重型柴油车下降幅度较大,3种气态污染物分别下降88%、98%、62.7%。采用功基窗口法对数据进行整理分析,NO_x测量结果为460 mg·(kWh)~(-1),CO测量结果为192 mg·(kWh)~(-1),HC测量结果为37.5 mg·(kWh)~(-1),该重型柴油车可以满足国Ⅵ车载法规的要求。研究结果可为国Ⅵ重型车排放标准制定及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

利用Fe~0和Fe~(2+)在皂素废水中生成绿锈去除硫酸根

皂素废水中高浓度的SO_4~(2-)对环境危害大,厌氧环境下同时投加Fe~0和Fe~(2+)生成硫酸盐绿锈增强SO_4~(2-)的去除,实验研究了各因素对去除SO_4~(2-)的影响。结果表明,降低初始p H能快速提升SO_4~(2-)的去除率,25~35℃范围内提高温度有利于SO_4~(2-)的去除,Fe~(2+)浓度对去除效果影响显著,随着Fe~(2+)浓度的增加,SO_4~(2-)去除率快速上升。初始pH为2、温度为25℃的条件下,10 g·L~(-1)的Fe~0和1 000 mg·L~(-1)的Fe~(2+)能去除93.1%初始浓度为1 000 mg·L~(-1)的SO_4~(2-)。XRD和SEM表征结果显示,去除过程中铁粉表面有疏松多孔结构的Fe_3O_4生成,有利于SO_4~(2-)与Fe~0接触反应,促进硫酸盐绿锈的生成,进一步增强SO_4~(2-)的去除。动力学分析显示,去除过程拟合伪二级动力学模型,吸附SO_4~(2-)的过程以单分子层吸附为主。     

乌昌石区域的非金属矿物制品业大气污染物排放清单研究

建立了乌昌石区域非金属矿物制品业CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10) 5种大气污染物的排放清单,并进行了时空分布特征分析,初步探究了估算的不确定性。结果显示,乌昌石区域非金属矿物制品业CO、NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)总排放量分别为3.71×10~4、2.76×10~4、3.10×10~4、3.04×10~4、1.29×10~5 t。熟石膏行业是CO的主要排放源;水泥(干法)行业是NO_x、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)的主要排放源。乌鲁木齐市是CO、NO_x和SO_2排放量的最大贡献源;石河子市是PM_(2.5)和PM_(10)排放量的最大贡献源。乌昌石区域5月至9月是一年中污染物排放的高峰期,11:00至20:00是一天中污染物排放的高峰期。空间上,乌昌石区域的污染物排放主要分布在乌鲁木齐市中部、西南部以及石河子市。     

基于EGR的乙醇-生物柴油-柴油发动机排放性能

在单缸风冷四冲程直喷柴油发电机上,燃用柴油、生物柴油、10%乙醇-45%生物柴油-45%柴油(E10B45D45)和20%乙醇-40%生物柴油-40%柴油(E20B40D40),采用16%、28%EGR率,测试并分析了经济性,NO_x、HC和CO的排放性能和烟气的光吸收系数。研究表明:柴油的油耗最低,生物柴油次之,随着乙醇含量的增加,混合燃料的油耗增加;随着乙醇含量的增多,NO_x排放量降低,与燃用柴油相比,E10B45D45和E20B40D40平均可降低约16.1%和30.2%;采用EGR可有效降低NO_x排放,对应16%、28%EGR率,E10B45D45的NO_x排放可平均降低19.3%和39.5%,E20B40D40平均降低10.7%和43.5%;随着乙醇含量的增多,HC排放量显著升高,对比于柴油,E10B45D45和E20B40D40分别升高了59.8%和172.1%;采用EGR后,HC排放增加;随乙醇含量的增加,CO排放也明显增大,对比于柴油,E10B45D45和E20B40D40分别升高了58.6%和131.1%;采用EGR后CO排放增加;各燃料中,柴油在小、中负荷烟气的光吸收系数最低,大负荷时却最高;不宜在小负荷时采用较高的乙醇掺混比和较大的EGR率。     

活性粉末脱硝剂制备及其催化还原NO_x性能

采用熔化分散冷凝法微胶囊技术以蜂蜡为壳材包覆高锰酸钾作为活性添加剂,铵盐、干燥剂、活性添加剂和助燃剂以100∶25∶2∶1的比例混合制备粉末脱硝剂,将其喷入模拟烟气中进行催化还原NO_x实验并确定了最佳反应条件:当模拟烟气流量为4.8 m~3·h~(-1),反应温度600~900℃,氨氮物质的量之比1.15∶1,活性添加剂质量分数1.5%,进口烟气NO浓度为500 mg·m~(-3)时,NO_x转化率最高,可达90%以上。活性粉末催化还原NO_x反应温度窗口宽、NO_x转化率高,投资低,有望适应我国中小型燃煤锅炉脱硝需求。     

隔膜电解海水氧化耦合吸收脱硫脱硝净化船舶尾气技术

采用隔膜电解技术对海水进行改性,生成的氧化液和碱性液分别喷淋进入氧化洗涤塔和碱式吸收塔,通过耦合的二段式反应研究脱除模拟船舶尾气中NO与SO_2的性能,实验详细考察了NO与SO_2的气体流量与初始浓度、海水电解时间和氧化液有效氯浓度对SO_2和NO脱除效率的影响。结果表明:隔膜电解海水能够高效地脱除船舶尾气中的SO_2和NO;SO_2脱除效率高,在实验条件范围内几乎不受各因素的影响;NO脱除效率随NO初始浓度、海水电解时间、氧化液有效氯浓度的提升而增大,随SO_2初始浓度、气体流量的提升而减小。当气体流量为1 m~3·h~(-1),初始SO_2、NO浓度分别为600mL·m~(-3)和900 mL·m~(-3),海水电解时间为60 min,氧化液有效氯浓度为540 mg·L~(-1)时,模拟船舶尾气中SO_2和NO的去除效率可以分别达到98.6%和84.4%。     

SCR脱硝系统分区控制式喷氨格栅的优化

安徽芜湖电厂2~#炉喷氨格栅采用分区控制式喷射技术。由于格栅阀门开度、浓度场、速度场三者之间耦合较差,导致反应器出口烟道NH_3/NO_x分布极不均匀,实测NO_x最大偏差达74.7 mg·m~(-3),NH_3逃逸率最高达11.4μL·L~(-1),下游空气预热器安全运行受到严重影响。基于全区域NH_3/NO_x等摩尔比理念,并综合考虑该反应器入口的浓度场和速度场状况进行喷氨格栅优化。调整后,在660、500、330 MW3种典型工况下,NO_x浓度最大偏差分别降至5.8、10.3、11.8 mg·m~(-3),NH_3逃逸率由调前的4.64μL·L~(-1)分别降至调后的2.67、3.03、2.14μL·L~(-1)。系统总效率基本不变,但效率峰谷差异下降明显。     

中试规模下蜂窝式Mn-Ce/Al_2O_3脱硝催化剂的低温性能

采用自行设计的反应装置,研究中试规模条件下关键参数对蜂窝堇青石Mn-Ce/Al_2O_3催化剂脱硝效率的影响以及抗硫抗水性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和比表面积测试仪(BET)研究催化剂的理化性质。结果表明,反应温度、空速、氨氮比对催化活性均有明显影响,同时,催化剂对氮氧化物浓度有较强适应性,NO浓度在134～469mg·m~(-3)区间内脱硝效率均可保持在75%以上。催化剂在100℃,空速3 336h~(-1),[NH_3]/[NO]为0.9,烟气量20m~3·h~(-1)条件下连续反应168h,其催化效率可以稳定保持在75%～80%,说明蜂窝式Mn-Ce/Al_2O_3具有良好的稳定性。催化剂在含5%H_2O气氛中催化效率由80%减少至60%,在去除H_2O后抑制作用消失。反应气中通入143mg·m~(-3)SO_2后催化效率由80%降低至62%,停止通入SO_2后活性不能恢复。同时通入143mg·m~(-3)SO_2和5%H_2O,催化效率下降并维持在53%左右,停止通入后活性恢复至67%。通过对SO_2中毒前后的催化剂表征分析可得,SO_2存在条件下生成的硫酸铵盐堵塞了20nm孔径以下的部分孔道,覆盖了催化剂表面活性位点,是引起效率下降的主要原因。