化学团聚剂强化燃煤细颗粒物团聚脱除

燃煤细颗粒物对大气环境和人体健康均会产生严重影响，化学团聚是促进细颗粒形成大粒径团聚体而易被常规除尘器捕获的重要方法。化学团聚技术中团聚剂的组成是影响细颗粒物团聚效果的重要因素。由表面活性剂、无机盐和高分子絮凝剂构成多元团聚剂体系，经雾化形成液滴喷入细颗粒物团聚室，研究其对细颗粒团聚促进作用的影响。研究表明:选用含有无机盐的二元团聚剂体系均对细颗粒团聚有良好的促进作用，吐温-80体系对细颗粒物的清除效率可达44.1%；随着团聚剂溶液浓度的增加，细颗粒物的清除效率不断提高，阳离子型团聚剂体系对细颗粒物团聚的促进作用优于阴离子型团聚剂体系；团聚剂体系中无机盐，特别是氯化铵，能有效提高细颗粒清除效率；调节团聚剂体系的pH为弱酸性更有利于细颗粒的团聚。三元团聚剂体系各组分的协同作用可使颗粒间的黏附力提高3.5倍，团聚后细颗粒物的质量减少45%~49%，中位粒径由3.5 μm增加至7.5~8.6 μm。     

化学团聚对燃煤细颗粒物的脱除

燃煤电厂排放的烟气中含有大量的微细粉尘,是引起空气中细颗粒物污染的主要来源之一。湿式电除尘器对细颗粒物的捕集率较低,未能有效控制其排放。将化学团聚方法应用到湿式电除尘器中,通过改变化学团聚剂种类、浓度、团聚液pH值等因素,考察化学团聚剂对细颗粒物的凝并效果及除尘效率的影响。研究结果表明:添加化学团聚剂能够促进细颗粒物的凝并,其中羧甲基纤维素钠和黄原胶的凝并效果最佳,粒径在100μm的大颗粒物的增长率分别为8.54%和2.31%;降低团聚液pH值会增强细颗粒物的凝并效果,大颗粒物分别增长了9.66%、3.21%;添加化学团聚剂可提高除尘效率,最佳除尘效率可达到99.76%。在湿式电除尘器中添加化学团聚剂可高效去除燃煤电厂烟气中的细颗粒物。     

细颗粒物PM_(2.5)团聚除尘技术的研究进展

在常规除尘设备之前,通过细颗粒物团聚方法由不同的作用机制引起细颗粒物的团聚长大,能够有效地提高系统的除尘效率。利用细颗粒物PM_(2.5)团聚技术对燃煤烟气进行团聚处理,在降低细微颗粒物排放的同时,还可实现烟气中硫氧化物和氮氧化物的联合脱除,净化大气环境。综述了现有的多种细颗粒物团聚技术,分析了不同技术方法的实验研究、影响因素以及优缺点,对细颗粒物PM_(2.5)团聚技术的发展趋势进行了论述和展望,并指出未来的研究热点将集中于能有效整合多种团聚技术优点而形成的复合团聚方法。     

不同燃烧源飞灰细颗粒物理化学特性与润湿性

表面活性剂是常用的化学团聚促进剂,其促进效果与飞灰细颗粒的润湿性能密切相关。对飞灰细颗粒的化学组成及吸湿性能进行分析,利用沉降法考察了表面活性剂品种与浓度对飞灰细颗粒润湿性的影响,结果表明燃煤飞灰细颗粒多为难溶于水的硅铝质颗粒,可溶性组分仅有2.23%;而垃圾飞灰细颗粒含有较多的可溶性无机盐颗粒,可溶性组分含量高达49.47%。垃圾飞灰细颗粒吸湿性高于燃煤飞灰细颗粒。燃煤飞灰细颗粒在1 g/L的离子型表面活性剂中沉降时间最短;垃圾飞灰细颗粒在0.2 g/L的离子型表面活性中沉降时间可减少至9~12 s。非离子表面活性剂对飞灰细颗粒的润湿性好于离子型表面活性,其中以醚键为主要官能团的TX-10、OP-10和AEO3对飞灰细颗粒润湿性能好于以酯键为主要官能团的TWEEN80。     

低浓度细颗粒物声波团聚及喷雾优化实验

常规除尘器无法有效去除PM_2.5,而声波能有效增加颗粒物之间的碰撞、团聚,使PM_2.5粒径增大,是一种非常有前景的除尘预处理技术。主要研究了声波频率、声压级、初始浓度及停留时间对声波团聚效率的影响,发现在低频声波作用下效果更好,而纯声波作用下最佳团聚效率为44.84%。并对粉尘进行扫描电镜分析,对比了实验前后的粉尘形态,验证了声波对气溶胶颗粒的团聚作用。利用喷雾作为辅助手段,可以进一步提高团聚效率,降低声波团聚的能耗。在相同情况下,添加喷雾可以使团聚效率从43.07%增加到66.48%,说明喷雾联合声波作用是非常有效的除尘预处理技术。     

表面活性剂Burkholderia xenovorans LB400体系对低氯代PCBs的好氧强化降解

增强多氯联苯(PCBs)的水溶性是强化PCBs微生物降解的主要控制因素之一,本研究选取了PCB5(2,3-CB)和PCB31(2,4’,5-CB)作为低氯代PCBs的典型代表,以曲拉通100(TX-100)、吐温80(Tween 80)、鼠李糖脂粗提物(RL crude)3种表面活性剂和β-环糊精(HPCD)联合Burkholderia xenovorans LB400构建PCBs好氧降解体系,测试了它们对PCB5和PCB31的溶出率及微生物生长的影响.结果表明,TX-100(CMC=194 mg·L-1)、Tween 80(CMC=13.1 mg·L-1)、RL crude(CMC=50mg·L-1)浓度在1~7 CMC时和HPCD浓度在500~1500 mg·L-1时对PCB5和PCB31溶出率分别达到54.7%~100%、59.8%~100%;10.5%~40.8%、6.8%~31.6%;10.3%~19.9%、3.3%~11.6%和19.5%~34.2%、4.2%~10.7%.TX-100浓度在1~7 CMC时对B.xenovorans LB400生长的抑制率达到30.3%~45.8%,而Tween 80浓度在0.1~1 CMC时对其生长的抑制率为10.0%~15.4%;RL crude本身能作为底物促进LB400的生长,而HPCD对其生长无明显影响.B.xenovorans LB400对PCB31(5 mg·L-1)的降解效率在添加表面活性剂后有不同程度的提高:TX-100,23.7%~65.5%;Tween80,14.6%~44.3%;RL crude,9.6%~27.2%;HPCD,15.3%~20.7%;而表面活性剂对PCB5(10 mg·L-1)的降解效率则无明显影响.表面活性剂主要通过增大溶液中PCBs-表面活性剂的胶束浓度来提高LB400对PCBs的降解效率,在水溶液培养体系中当设置TX-100和Tween 80浓度分别在1和7 CMC时,PCB31的降解效率达到100%和81.7%,而此时B.xenovorans LB400生长的抑制率为30.3%和5.4%.     

秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及固碳特征的影响

揭示秸秆与生物炭还田对团聚体有机碳含量、分布、稳定性以及相对贡献率的影响,有利于明确秸秆与生物炭还田下土壤碳库的稳定性及其保护机制.采用田间试验方法研究了油菜/玉米轮作模式下,秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及固碳特征的影响.结果表明:(1)秸秆与生物炭还田各处理均能提高土壤有机碳含量,其中生物炭还田(BC、16.88 g·kg~(-1))、秸秆+生物炭还田(CSBC、17.37 g·kg~(-1))效果优于秸秆还田(CS、13.76 g·kg~(-1))和秸秆+速腐剂还田(CSD、14.68 g·kg~(-1)).(2)与对照(CK)处理相比,CS、CSD处理能显著地提高大团聚体(2 mm)含量,增加率为94.00%~117.78%,同时显著提高了水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、R0.25,降低了分形维数(D),提高了团聚体稳定性(P0.05).(3)随着团聚体粒径的增大,团聚体有机碳含量呈现先降低再增高然后再降低,且粉黏粒(0.053 mm)对土壤有机碳贡献率最高(29.61%~42.18%),大团聚体有机碳贡献率最低(9.19%~17.81%).除CSD处理外,CS、BC、CSBC处理降低了较大团聚体(2~0.25 mm)和微团聚体(0.25~0.053 mm)有机碳贡献率.秸秆还田促进土壤团聚作用效果优于生物炭还田,而生物炭还田提高团聚体有机碳含量效果优于秸秆还田,秸秆新碳主要向大团聚体内分配,秸秆+速腐剂还田还能促进较大团聚体内不同组分结合新碳,生物炭、秸秆+生物炭还田主要向微团聚体中富集.     

分散絮凝法去除废水中邻氯苯酚的试验研究

采用表面活性剂(吐温-20和0.5%的十二烷基苯磺酸钠溶液)作分散剂、三氯化铁作絮凝剂,对废水中邻氯苯酚的去除进行了试验研究,探讨了絮凝pH值、分散剂用量及絮凝剂用量等因素对处理效果的影响.试验结果表明:在最佳条件下,处理质量分数为1.0%的邻氯苯酚废水去除率可达88.6%;加入分散剂,可有效提高三氯化铁絮凝剂对邻氯苯酚的去除率.     

生物质与煤混烧灰电团聚相互作用的模拟研究

研究生物质与煤混烧灰在除尘器内部的电团聚相互作用对于实现其细颗粒减排具有十分重要的意义。针对不同掺混比例的生物质燃料玉米秸杆与无烟煤混烧灰,基于Fluent软件,利用颗粒群平衡模型(PBM),通过自定义函数(UDF)功能导入电团聚核函数,计算颗粒在除尘器内部的团聚情况,分析其团聚效果。研究结果表明:电团聚对于细颗粒具有显著的作用,并且团聚效率随着颗粒粒径的增大而逐渐提高。同时,当颗粒体积分数为1.4%,流场流速为1 m/s时,考虑到实际条件,生物质掺混比为10%,电团聚效果最优。因此,对于掺烧生物质的燃煤锅炉,在常规除尘器前或电除尘器前级电场,利用电凝并技术实现细颗粒团聚后高效捕集是十分有效的手段。     

基于声波团聚的热脱附装置除尘的关键影响因素研究

针对土壤热脱附装置存在着严重的扬尘问题，将声波团聚联合喷雾的方法应用于热脱附装置的除尘，研究了声频、粉尘初始浓度、声压级和喷雾流量等对除尘效果的影响(粉尘的平均粒径小于10μm)。实验发现，在声频为1 400 Hz、喷雾浓度为1.0 L·m^-3的条件下，团聚室的除尘效率在60 s内达到98%;声压级从145 dB提高至153 dB后，除尘效率提高了38%;SEM结果表明，声波处理后的颗粒被碾碎并团聚；添加喷雾可以提高除尘效率，但不同的喷雾浓度对最终的除尘效率影响不大，施加喷雾后的最佳声频仍为1 400 Hz;粉尘和喷雾的初始浓度越大，团聚前期的除尘速率和最后的除尘效率越大，当喷雾浓度为2.0 L·m^-3时比没有喷雾时的除尘效率提高了44%,说明声波团聚对高浓度气溶胶的使用效果更好，研究结果可为热脱附装置除尘技术的研发提供参考。