Emergency shutdown of fluidized bed reaction systems

With several industrial applications of fluidized bed technology recently commercialized worldwide, it becomes essential to develop safe operation methods for fluidized bed reaction systems (FBRSs) to prevent any influence on their process values, which lead to accidents. To preventing any disaster or malfunction in an FBRS, an emergency shutdown system (ESD) is initiated, closing the reaction system in case of any abnormality by effectively isolating the flammable gas. However, an ESD is also prone to the “inactivation problem,” in which in the case of failure it initiates the emergency shutdown, even when the operating conditions of the reaction system are abnormal. It is also vulnerable to a “malfunction problem,” where the emergency shutdown is performed even when the operating conditions of the reaction system are normal. In this study, these problems were solved by investigating a reaction system through the monitoring of appropriate parameters and setting up of trigger levels, which reflect the uniqueness of an FBRS using an ESD. The parameters were identified by analyzing the scenario leading to an accident. The trigger levels were determined as the points at which the loss is smaller in the presence of an ESD, as compared to the value of the loss function in the presence or absence of an ESD. Furthermore, the ESD design model was applied as a case study in the ammoxidation process of propylene. The results showed that an ESD can prevent an approximately 8 billion yen of loss due to accidents in plant operations, against an investment of 200 million yen.     

异戊醇低压热解的同步辐射真空紫外光电离质谱研究

作为新兴生物燃料,大分子醇类燃料在低压下的火灾安全基础迫切需要得到深入研究。热解过程作为火灾过程的初始阶段直接控制着火过程,火灾中碳烟颗粒的产生也依赖于热解反应,因此可燃物的低压热解研究在其低压火灾基础研究中具有重要意义。利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法研究了异戊醇在0.2atm下的流动反应器热解,探测到了20余种热解产物,包括烯丙基自由基和C_4H_8O、C_5H_8、C_6H_6等同分异构体,并测量了其摩尔分数。基于实验结果,对燃料分解路径和主要产物的生成及消耗路径进行了探讨。与本组之前正戊醇热解实验的对比表明,由于存在支链结构,异戊醇在热解中比正戊醇更容易产生戊烯、丁烯和丙烯,但更少地产生乙烯。此外,异戊醇在热解中能够生成更多的丙炔和丙二烯等环状化合物前驱体,令其苯和1,3-环戊二烯的生成量更高,表明异戊醇比正戊醇更易于生成多环芳烃和碳烟。     

UASB-FEO-氨吹脱-CASS工艺在垃圾渗滤液处理中的应用

针对垃圾渗滤液可生化性差、氨氮含量高等特点和国内处理工艺现状,采用UASB-FEO-氨吹脱-CASS工艺处理合肥市龙泉山城市垃圾填埋场垃圾渗滤液。介绍了工艺的重要构筑物及其设计参数。运行实践表明,整套装置运行平稳,出水水质满足设计要求。根据出水水质对该工艺进行技术分析以及运行结果的讨论,并与新发布的技术规范及排放标准进行对比分析。     

异波折板水解酸化-A~2O一体化反应器实验研究

设计了异波折板水解酸化-A2O一体化反应器,进行生活污水处理的实验研究。10个月的实验结果表明,系统的最佳水力停留时间(HRT)为8 h时,最适COD进水浓度为240~600 mg/L,最佳混合液回流比(r)-污泥回流比(R)为250%~100%。控制反应器于以上运行参数下,25±2℃所对应的COD、TN和TP去除率分别为96.84%、67.55%和81.92%。当温度降至7℃时,其COD、TP和TN分别降至86.35%、50.25%和65.68%。基于实验分析结果,阐明了一体化反应器高效性的机理在于异波折板水解酸化段具有高效传质特性和A2O段具有复合式活性污泥-接触氧化好氧池的特点。     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

厌氧氨氧化ASBR中亚硝氮和氨氮降解规律研究

采用生物膜ASBR反应器,研究了厌氧氨氧化反应过程中亚硝氮与氨氮降解速度的变化规律。结果表明,降解过程主要分为2个阶段:速度上升期(0~30 min)和速度下降期(30~150 min)。一阶指数衰减模型的模拟结果表明,20 min以后亚硝氮、氨氮降解速度逐渐减少,亚硝氮降解速度始终高于氨氮降解速度,但是两者差值随时间逐渐减少。     

氧化镁烟气脱硫反应特性研究

利用实验室规模的鼓泡式反应装置,对比了碳酸钙、氧化镁和氧化镁/硫酸镁脱硫剂的反应活性,证实脱硫液中高浓度硫酸镁的存在是保证镁法脱硫效率高于钙法的重要因素,并考察了硫酸镁浓度、脱硫剂(氧化镁)浓度、烟气量、SO2浓度和吸收液温度等因素对脱硫效率的影响。结果表明,脱硫反应可以根据pH分为2个不同阶段;反应过程中脱硫效率随着硫酸镁浓度的增加而显著升高;烟气量增加将会导致脱硫效率有所下降;入口SO2浓度升高,脱硫效率下降;氧化镁浓度、温度对脱硫效率影响不显著。结合实验现象进行推断,氧化镁脱硫的反应过程受SO2在气液两相界面的传质扩散和其水解产物在液相的扩散控制。     

反应沉淀一体式矩形环流反应器处理城市污水的影响因素研究

通过中试研究了不同溶解氧浓度、有机负荷、HRT条件下,反应沉淀一体式矩形环流反应器(RPIR)对深圳市南山污水处理厂低C/N城市污水的处理效果。结果表明,在控制溶解氧浓度为1 mg/L、COD容积负荷小于2.5 kg/m3.d、NH4+-N容积负荷不超过0.2 kg/(m3.d)、HRT为4 h时,COD平均去除率可达90%,NH4+-N平均去除率超过80%。RPIR在处理该城市污水过程中具有良好的抗冲击负荷能力,污染物去除效率高,运行稳定。     

生活垃圾渗滤液处理工艺探讨

分析了国内生活垃圾（以下简称垃圾）渗滤液的特点,探讨了一种比较科学的垃圾渗滤液处理工艺：沉淀-厌氧处理-MBR-纳滤处理,并且分析了各段工艺的原理、特点以及其作用。     

连续流反应器中培养好氧颗粒污泥的运行效能研究

在连续流完全混合反应器(CSTR)中,采用不同进水方式,以乙酸钠作为碳源配制的人工配水作为原水,对好氧颗粒污泥的运行效能进行了试验研究。研究表明,采用不同进水方式运行的2个反应器在颗粒污泥出现后,运行效能差别不大;好氧颗粒污泥反应器运行高效稳定,在水力停留时间为1.5h、COD容积负荷为1.0kg/(m3·d)的条件下,对COD、TP、NH4+-N和TN的去除率分别为90%、85%、95%和60%,并具有明显的脱氮除磷效果;反应器中存在同步硝化反硝化现象。