中高温区碳酰肼还原NOx和抑制二{（左）口（右）恶}英的研究

济大学热能与环境工程研究所,上海 200092;2.上海宝钢研究院,上海 201900;3.上海电站辅机厂,上海 200090）摘要：试验研究了氧量为10.1%～16.7%的条件下,中高温区（450～1050℃）碳酰肼还原烟气中NO_x,及以不同方式加入焚烧炉和烧结系统时抑制二{（左）口（右）恶}英的生成.结果表明,在烟气中氧量较高的条件下,碳酰肼在600℃和967℃左右,脱硝效率分别达到最大,850℃左右时最低,显示了双峰效应.将碳酰肼溶液喷入适当温度区域的烟气中,能明显降低二{（左）口（右）恶}英在再合成温区（250～450℃）收集的飞灰中的二{（左）口（右）恶}英含量;将碳酰肼混入烧结矿料中进行烧结锅试验,烧结烟气中的二{（左）口（右）恶}英排放含量随着碳酰肼掺混量的增大而降低;当碳酰肼的掺混量（质量分数）达到0.1%时,烟气中二{（左）口（右）恶}英的毒性当量浓度与不掺时相比降低了78.8%.研究表明碳酰肼可以多种方式加入焚烧炉和烧结炉中抑制NO_x和二{（左）口（右）恶}英的排放,是一种很有前景的NO_x和二{（左）口（右）恶}英双效抑制剂.     

碱辅助条件下的污泥微波热水解特性研究

向污泥中加入NaOH进行微波热水解实验.结果表明,每1 g污泥悬浮固体(SS)添加NaOH 0.1 g时,污泥中的挥发性悬浮固体(VSS)快速水解,170℃的VSS溶解率达到60%以上,热水解后污泥的有机物含量(VSS/SS)降低至25%.80、120、150和170℃热水解5 min的污泥液相COD浓度分别为9.8、12.8、15.1和14.5 g/L,相应SCOD/TCOD为24.0%、31.3%、36.9%和35.6%.随温度的升高和时间的延长热水解污泥pH越低,最低值10.5.在每1 g SS添加0~0.2g NaOH的范围内,当添加量0.05 g时,VSS和SS的溶解率增加幅度降低.分别对NaOH添加量0.05 g热水解5 min和添加量0.1 g热水解1 min的污泥进行BMP厌氧消化实验.结果表明,添加量为0.05 g时热水解污泥的厌氧消化性能提高,经150℃处理污泥的产气量最大,比未处理污泥高28.5%,而在添加量为0.1 g时,污泥的厌氧消化性能受到抑制,产气量低于未处理污泥.     

不同用量竹炭对污泥堆肥过程温室气体排放的影响

采用城市污泥为堆肥基质,设置4个堆肥处理,分别为添加2.5%竹炭(S1,占污泥的质量分数)、添加5%竹炭(S2)、添加10%竹炭(S3)和未添加竹碳(CK),研究城市污泥堆肥过程中温室气体的动态变化特征及添加不同用量竹炭的影响.结果表明,CH_4排放主要在升温期和高温前期,占排放总量的99.01%~99.81%.当竹炭添加量低于5%时,CH_4排放量随添加量的增加而减少;竹炭添加量高于5%时,其排放量又明显增加.CO_2排放集中在升温期和高温期,占排放总量的75.65%~86.58%;添加竹炭可减少3.37%~13.48%的CO_2排放,但处理间不存在显著差异(P0.05).N_2O排放集中在升温期和降温腐熟期,添加竹炭能减少16.37%~41.52%的N_2O排放,竹炭添加量越多,减排效果越好(P0.05).S1、S2和S3处理CO_2排放当量(以干污泥计)分别为37.57、35.10和35.44 kg·t~(-1),比CK处理减少了14.81%~20.41%.添加竹炭能降低污泥堆肥温室气体排放,其中,以S2处理的减排效果较为显著.     

电弧炉炼钢过程中二□英类的排放浓度和同类物分布

对国内某电弧炉炼钢设施的烟气和飞灰样品中二(噁)英类物质进行了采样分析.结果表明:炉内直接排烟和屋顶罩排烟烟气中的二(噁)英类毒性当量(TEQ)浓度平均值分别为0.13和0.17 ng/m3(均指I-TEQ当量);2种烟气的布袋飞灰中二(噁)英类毒性当量质量分数分别为7.5和55.0 ng/kg;PCDDs同类物的质量浓度随着氯取代数的增加而呈升高趋势,PCDFs实测质量浓度和毒性当量浓度均远大于PCDDs;排放分布特征表明,电弧炉炼钢设施排放的二(噁)英类生成机理应为从头合成反应.     

敞口地炉内燃烧煤泥饼时氟的逸出规律及控制

利用特制精确控温敞口炉,模拟重病区居民燃烧煤泥饼时氟的排放及控制,分析了停留时间、燃烧温度对氟排放的影响,探讨了CaCO₃添加量及燃烧温度与固氟率的关系.结果表明:随着煤泥饼在炉内停留时间的延长,氟的逸出率逐渐增大,1 h后氟的排放达到平衡;氟逸出率随温度升高而增加,900 ℃时逸出率平均为80%,与病区实际燃烧排氟量相吻合;煤泥饼中添加CaCO₃能有效控制燃烧氟排放,固氟率随CaCO₃添加量的增加而增大,w(CaCO₃)为10%时达到最佳固氟效果;500～800 ℃内固氟率随温度升高而增加,800 ℃时固氟率最高,平均为44.2%,温度继续升高则固氟率下降,900 ℃时为25.0%.      

济南市道路尘中类二噁英类多氯联苯残留情况

通过采集济南市区主要路段道路尘样品,用气相色谱-电子俘获检测器(GC-ECD)方法分析了济南市区主要路段道路尘中毒性较高的12种类二噁英类多氯联苯(DL-PCBs)的残留情况,并对样品中DL-PCBs的含量、污染水平及同系物的组成进行了详细研究。结果发现,DL-PCBs在各采样点均有检出,残留总浓度在0.20～22.84ng/g(干重)范围内,平均值为0.0051ng/kg,同系物PCB81的检出率最高为90%,而同系物PCB189未被检出。计算的毒性当量(TEQ)值显示,对毒性当量贡献最大的是同系物PCB126,其TEQ值高达117.100pg/g(干重)。由平均残留百分含量较大的同系物结构分析可知,济南市区主要路段道路尘中非邻位氯取代的剧毒类二噁英类PCBs含量相对较大。     

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.     

添加剂和水洗对焚烧飞灰烧结过程中重金属迁移特性的影响

研究了添加剂（粘土和粉煤灰）、水洗预处理对焚烧飞灰烧结过程重金属（Cd、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni）迁移特性的影响.水洗时间为8、 16、 24 h.烧结实验条件为成型压力3 kN,烧结温度1 100℃,烧结时间4 h.结果表明,在飞灰中粘土添加比例增加到70%时,重金属Cd的固化率从16.96%升高到28.42%,Pb的固化率从10.58%升高到37.02%, Cu的固化率从46.38%上升到55.14%,Zn的固化率从42.14%上升到64.47%,Ni和Cr的固化率总体上呈现下降的趋势.总体上添加粘土对焚烧飞灰烧结过程中重金属的固定效果有限.当粉煤灰在烧结前样品中的比例增加时,Cd的固化率从16.96%下降到4.67%,Cu的固化率从46.86%上升到81.43%.粉煤灰的加入对于Zn和Pb的影响不大,对于Ni和Cr的影响规律也不明显.水洗预处理可以把Cd、Cu和Pb的固化率提高到80%以上.焚烧飞灰烧结体TCLP浸出测试表明,添加粘土和粉煤灰以及水洗预处理后,焚烧飞灰烧结试体的重金属浸出浓度普遍较低.     

DMPP对氮素垂直迁移转化及淋溶损失的影响

采用自制模拟原状土柱装置,进行新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐（3,4-dimethyl pyrazole phosphate ,DMPP）对氮素淋溶效应试验,探讨其对氮素垂直迁移转化及降低淋溶损失的影响.结果表明,尿素添加1%的DMPP后,与不添加DMPP尿素相比,在60 d内能有效抑制土壤铵氧化反应的发生,显著提高20 cm以上耕作层土壤水铵态氮的浓度,降低硝态氮和亚硝态氮的浓度;20 cm以下深层土壤水铵态氮的浓度与未加DMPP的处理无显著差异,并没有明显导致铵态氮的垂直迁移;深层土壤水硝态氮的浓度显著低于未加DMPP的处理,明显降低硝态氮垂直迁移的淋溶损失;随施氮量增加,添加DMPP尿素的处理,60 d内土壤水中铵态氮与硝态氮的浓度在40 cm以下深层剖面并没有明显增加,其垂直迁移的淋溶损失差别不大.常规尿素添加1%的DMPP,可以调控土壤氮素的迁移转化,有利于土水环境的保护,降低对地下水氮素污染的潜在风险,具有显著的生态效益.     

DMPP对稻田田面水氮素转化及流失潜能的影响

采用杭嘉湖地区典型的小粉土和青紫泥土壤,进行水稻盆栽试验,研究新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对稻田田面水氮素转化及径流流失潜能的影响.结果表明,小粉土和青紫泥土壤稻田应用添加DMPP抑制剂的尿素,与常规尿素处理相比,田面水中铵态氮的浓度增加24.8%和16.7%,硝态氮浓度降低47.7%和70.9%,亚硝态氮浓度降低90.6%和88.9%,总无机氮浓度下降13.5%与23.1%,能显著减轻农田氮素流失对水环境存在的污染;DMPP可使田面水的电导率下降,降低盐基离子随农田排水或暴雨径流所导致的流失风险,有助于保护河流水体等地表水环境.     

南京市钢铁行业烧结机二噁英排放调查研究

以南京市三家钢铁企业烧结机为例,对排放废气中的二噁英进行监测,分析各组分的含量,进一步研究排放废气中二噁英的种类组成及含量分布特征,依据现行的标准二噁英排放浓度达标,但是南京的排放水平远高于国外排放水平。分析成因,结果表明烧结过程中的二噁英主要是在料层中生成的,主要以多氯二苯并呋喃存在,为减少烧结过程二噁英的生成,可以从改变工艺、控制原材料和增加处理设施等方面进行控制,尽可能减少气态氯化氢的形成,防止再合成物和其它前驱化合物的产生。     

铁矿石烧结NOx排放的实验和数值模拟

为了探明铁矿石烧结过程中影响氮氧化物排放的主要因素,采用烧结杯实验和数值模拟方法对铁矿石烧结过程中的氮氧化物排放进行了研究,实验通过变化焦炭配比和二元碱度,分析了不同焦炭配比和碱度下焦炭氮转化率.结果发现,焦炭对氮氧化物的还原作用比较大,焦炭质量分数每提高0.5%,则焦炭氮转化率减少3%左右,而碱度的作用主要体现在烧结矿的下层,在烧结床下层,应适量添加熟石灰.将焦炭颗粒按照粒径分为粘附颗粒和核心颗粒,通过建立制粒模型,对3个工况的氮氧化物排放进行了分析.烧结程序计算结果说明,粘附层的成分对焦炭氮转化率的影响也是比较大的,如果粘附层含有较多的矿石,则会降低氮氧化物和焦炭的气化反应,减少NO_x还原.     

烧结过程中解耦燃烧与烟气返回共脱硝新工艺Ⅱ:模拟燃烧带的脱硝机理

通过模拟烧结过程中焦炭的分布,研究了返回烟气、热解气主要组分与焦炭耦合燃烧降低NO,排放的规律.结果表明,热解气主要组分与焦炭耦合燃烧可使NO,排放降低10%左右,烟气返回到焦炭燃烧过程可使Nox的排放降低15%.耦合燃烧和烟气返回结合可使Nox的排放降低20%以上,在新工艺过程中,焦炭层厚度由150mm增大到300mm时,Nox排放的降低率由23%增大到40%.烧结过程解耦耦合燃烧与烟气返回脱硝工艺可有效减少Nox的排放.     

生活废弃物焚烧处置烟气中二(口恶)英排放特性研究

研究了某市10座生活垃圾焚烧炉烟气中二噁英的排放特性,对比了焚烧炉炉型、焚烧处理量、烟气净化系统对二噁英排放特性的影响.结果表明:10座生活垃圾焚烧炉二噁英的排放浓度为0.016~0.104 ng·Nm~(-3)(以I-TEQ计),9座垃圾焚烧炉二噁英排放满足国家相应的排放标准(0.1 ng·Nm~(-3)(以I-TEQ计)).根据二噁英排放浓度排序对应的烟气净化系统分别为SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)+半干法+活性炭喷射+布袋湿法+活性炭喷射+布袋半干法+活性炭喷射+布袋,表明安装SNCR装置有利于二噁英的减排.另外,不同垃圾焚烧炉排放的二噁英指纹特性不仅与烟气净化系统和炉型有关,还与垃圾来源有一定关联.     

水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰过程中二英的迁移和降解特性

为了解生活垃圾焚烧飞灰中的二英在水泥脱氯预处理过程中的迁移特性以及在水泥窑内的热降解特性,依托北京市琉璃河水泥有限公司的生活垃圾焚烧飞灰水泥窑协同处置示范线,开展了生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯预处理和水洗后飞灰向水泥窑投加的工程试验研究.结果表明:烘干烟气中和水泥窑窑尾烟气中二英排放浓度低于GB 30485-2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》中所规定的标准限值（以I-TEQ计）为0.1 ng/m3,结晶氯盐中二英含量（以I-TEQ计）仅为2.8 ng/kg;以每h进入水洗罐的原飞灰中所含二英量为100%计,经过水洗处理后,99.97%的二英仍留在脱氯飞灰中,仅有0.08%和0.14%的二英分别通过烘干废气和结晶盐排出;以每h投入水泥窑窑尾烟室的飞灰所含二英为100%计,仅有0.82%、0.13%和0.002%的二英分别随窑灰、熟料、烟气排出,飞灰中的二英在水泥窑内的消减率达到了99%以上,实现了较为彻底的降解.      

The ignored emission of volatile organic compounds from iron ore sinter process

Iron ore sintering is a major source of gaseous and particulate pollutants emission in iron smelt plant. The aim of present study is to characterize the volatile organic compounds(VOCs) emission profiles from iron ore sintering process. Both sinter pot test and sinter simulation experiment were conducted and compared. Out results showed that sinter process produced large quantity of VOCs together with NOxand SO_2. VOCs and NO were produced simultaneously in sinter pot test from 3 to 24 min after ignition, flowed by SO_2 production from 15 min to the end of sintering. Total VOCs(TVOC) concentration in sinter flue gas was affected by the coal and coke ratio in sinter raw material. The maximum TVOC concentration was 34.5 ppm when using 100% coal as fuel. Sinter simulation experiments found that the number of VOCs species and their concentrations were found by sinter temperature. The largest VOCs species varieties were obtained at 500 °C. Benzene, toluene,xylene and ethylbenzene were major VOCs in sinter flue gas based on the results from both simulation test and sinter pot. It thus demonstrated that in addition to NO_x, SO_2 and metal oxide particles, sinter flue gas also contained significant amount of VOCs whose environmental impact cannot be ignored. Based on our work, it is timely needed to establish a new VOC emission standard for sinter flue gas and develop advanced techniques to simultaneously eliminate multi-pollutants in iron ore sinter process.     

Gas-phase and particle-phase PCDD/F congener distributions in the flue gas from an iron ore sintering plant

The activated carbon injection-circulating fluidized bed (ACI-CFB)-bag filter coupling technique was studied in an iron ore sintering plant. For comparison, the removal efficiencies under the conditions without or with ACI technology were both evaluated. It was found that the polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofuran (PCDD/F) removal efficiency for total international toxic equivalence quantity (I-TEQ) concentration was improved from 91.61% to 97.36% when ACI was employed, revealing that ACI was very conducive to further controlling the PCDD/F emissions. Detailed congener distributions of PCDD/Fs in the gas-phase and particle-phase of the Inlet and Outlet samples were determined. Additionally, the PCDD/F distribution for the Fly ash-with ACI sample of was also studied.     

我国钢铁行业二恶英污染防治技术研究

钢铁行业(烧结和电炉炼钢)是我国二恶英减排优先重点控制的行业之一。简要介绍了二恶英的理化性质、危害性、生成机理及必备条件,结合烧结过程和电炉炼钢过程二恶英的产生成因,从工艺过程污染预防技术和污染治理技术两方面探讨二恶英减排途径。     

烧结烟气中污染物防治技术应用现状

介绍了烧结机头烟气中烟粉尘、重金属、SO_2、NO_x,以及二恶英的排放现状。分别从源头减排、过程控制、末端治理等三方面分析了污染防治技术的应用现状。根据烧结烟气多污染物排放特点及其防控需要,针对不同工艺,提出了4种多污染物联合防治技术路线,并分析了其优缺点。同时,对烧结烟气污染物治理的发展方向进行探讨,提出应对烧结烟气中细颗粒物与重金属的排放情况和防治技术做进一步研究。