新型伞形罩烟气洗涤器的性能研究

针对中小型燃煤锅炉的粉尘和二氧化硫等有害气体的污染问题,开发出一种新型伞形罩烟气洗涤器。以粉煤灰、空气和水为物系,测试了伞形罩烟气洗涤器的压降(ΔP)、除尘效率和动力消耗。实验的入口气速为10～18m/s,含尘浓度为2～22g/m3,液气比(L/G)0～0.8L/m3。结果表明:伞形罩洗涤器的ΔP较小,在250～750Pa范围内;当L/G为0.2L/m3时,除尘效率达98.8%以上,动力消耗约0.06×10-3kW.h/m3(气体约216Pa),实现节能高效的目的。     

湿法净化黑烟中添加剂对炭黑沉降性能的影响

湿法净化黑烟中炭黑颗粒物的关键在于降低吸收液的表面张力并以高性能絮凝剂使其从溶液中絮凝、沉降以利于分离。选用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为主要表面活性剂,使之与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)进行复配实验,研究了复配液的表面张力,再向最低表面张力的复配表面活性剂溶液中投加絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM),探讨絮凝剂的添加对黑烟颗粒沉降和絮凝的影响.实验结果表明:同时添加表面活性剂CTAB,SDBS和PAC,并使之浓度分别为0.5 mmol/L,0.4 mmol/L和200 mg/L时,炭黑颗粒的沉降效果最好,沉降率高达94%,且絮凝体较大,沉降时间仅为2 min。     

添加剂对炭黑颗粒润湿和沉降性能的影响

为提高湿式除尘装置对炭黑颗粒物的去除效率，通过向吸收液中添加复配表面活性剂以提高吸收液对炭黑的润湿性，投加絮凝剂使进入吸收液的炭黑颗粒发生凝聚和沉降，从而使吸收液得以循环利用。其中表面活性剂的复配以非离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯（9）醚（AEO-9）为主，与十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）和壬酚基聚氧乙烯醚（TX-10）分别复配，筛选出复配效果最好的一组复配液；然后投加絮凝剂，探讨絮凝剂的加入对吸收液中炭黑颗粒物絮凝沉降的影响。结果表明，在AEO-9浓度为0．05mmol／L，TX-10浓度为0．09mmol／L时，吸收液的表面张力最小，为36．75mN／m；投加无机絮凝剂聚合氯化铝（PAC）浓度为100mg／L时，经15min沉降，炭黑的沉降率可达88．1％，上清液中悬浮颗粒的平均粒径为6．36μm。     

添加剂和湿法除尘主要参数对炭黑去除效率的影响

选取十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)4种表面活性剂配制成吸收液,采用伞形罩洗涤器对燃煤窑炉黑烟进行湿法除尘净化实验,探讨添加剂种类、入口含尘浓度(Cin)、入口风速(u)和液气比(L/G)参数的不同对炭黑(BC)去除效率(η)的影响,结合压降(ΔP,Pa)的变化提出高效脱黑的可行方案.结果表明,在实验条件同为Cin=2g·m-3、u=12m·s-1和L/G=0.2L·m-3条件下,4种吸收液脱黑效果差别不大,AEO-9吸收液具有略明显的优势,炭黑去除效率可达到99.5%(0.06mmol·L-1,AEO-9);在u=12m·s-1和L/G=0.2L·m-3条件下,Cin=5g·m-3时更利于洗涤器对黑烟的净化,AEO-9吸收液的炭黑去除效率近乎100%,ΔP变化不大;入口风速的变化对炭黑去除效率和压降的影响比较明显,当Cin和L/G分别为2g·m-3、0.2L·m-3时,最佳入口风速为12～14m·s-1,炭黑去除效率保持在99%以上;最佳操作液气比可控制在0.2～0.4L·m-3.     

负载稀土元素活性碳纤维在微型反应器中净化NO废气

以NH3为还原剂，以活性碳纤维（ACF）、HNO，浸渍的ACF、负载CuO的ACF和负载La2O3的ACF为催化剂，在微型反应器中考察各种催化剂对NO催化还原的活性，并进行了差热-热重、扫描电镜分析。实验结果表明，ACF负载La能有效地改善催化剂的活性，且催化活性中心为非晶态的氧化物；当ACF负载20％的La2O3时具有最好的低温活性，NO的去除率最高可达92％以上。     

有序介孔材料过滤脱除纳米颗粒物

多孔材料过滤去除环境纳米颗粒物(nanoparticles,NPs)是空气净化治理的重要方法之一.本文采用介孔分子筛(MCM-41、SBA-15)和有序介孔碳(CMK-3)这3种典型介孔材料对2~20 nm的NPs进行过滤脱除研究,旨在探索介孔材料在NPs过滤方面的应用可行性与相关理论基础.基于3种介孔材料的物理化学性质表征结果,通过本实验发现介孔材料孔道的最可几孔径以及一定量的介孔孔容是吸附NPs的关键,而微孔分布对去除NPs贡献不大.进一步对SBA-15在不同流量及不同颗粒床厚度下对NPs的去除进行了分析,发现纳米颗粒物的最易穿透粒径(most penetrating particle size,MPPS)随着流量的增大而减小,同时MPPS颗粒物的去除效率随之降低,且MPPS基本不受颗粒床厚度变化的影响.本研究为介孔材料过滤脱除NPs提供了技术依据.     

ACF负载金属氧化物及尿素低温去除NO

以活性炭纤维(ACF)负载NiO以及NiO-CeO2制备了一系列催化剂,并在催化剂上负载尿素作为还原剂,研究其在30～120℃范围内的催化还原NO的活性.通过SEM、BET、XRD等表征实验选择性地对催化剂进行了理化特征研究.结果表明,3种不同质量分数的NiO催化剂中,5%NiO/ACF效率较低,10%NiO的催化剂活性以及活性稳定性较好,在90℃即可达到50%左右的NO净化效率,15%NiO/ACF的催化活性稳定性较差.在3种不同质量分数的NiO-CeO2/ACF催化剂中,5%NiO-5%CeO2/ACF的活性以及活性稳定性最好,在110℃可达到55%以上的NO净化效率.10%CeO2-5%NiO/ACF活性高于5%CeO2-10%NiO/ACF;活性金属的最佳负载量为10%,过多的负载量会引起催化剂比表面积的减少从而导致催化剂活性下降;金属氧化物是催化反应的活性中心.对10%CeO2/ACF、10%NiO/ACF和5%CeO2-5%NiO/ACF的研究显示,5%CeO2-5%NiO/ACF的催化活性最好,CeO2和NiO的协同作用使催化剂的活性优于2种单独负载的催化剂.本研究还对催化剂的低温催化机制进行了分析和讨论.     

用于湿法净化黑烟表面活性剂筛选的数学模型研究

湿法净化燃煤窑炉中的黑烟,关键在于表面活性剂对炭黑的润湿、增溶和降低表面张力作用.根据研究筛选的数学模型,计算AEO-9和SDBS混合表面活性剂溶液的亲水亲油平衡值HLB、临界胶束浓度CMC与胶束形成吉布斯自由能ΔG0mf.通过实验测得不同配比AEO-9和SDBS溶液的CMC和处于该CMC时黑烟的去除效率η,分析混合溶液中HLB、CMC、ΔG0mf与η的关系,建立新的数学模型.结果表明,理论CMC与实测CMC吻合度较好;HLB与ln[CMC]线性相关;ΔG0mf与η存在二次函数关系.降低CMC可以有效增大HLB,增加溶解度,减小形成胶束的吉布斯自由能,降低表面张力,使形成胶束的反应更容易自发进行,有效提高黑烟去除效率.     

以污泥为载体的金属氧化物脱硝催化剂的研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,用氯化锌、硝酸锰和硝酸铁化学浸渍、高温热解制备脱除NO的催化剂.用微型气固相催化反应装置考察了该催化剂在CO选择性催化还原NO中的应用效果及寿命.实验结果表明:在350～550℃时的催化活性较高,在450℃时NO的最大转化率可达97.1%;催化剂的活性良好,经660 min的活性测试,催化剂的活性只降低了约3%.对该催化剂进行了BET、X射线衍射和扫描电镜分析,结果表明,该催化剂具有丰富的晶体结构,而且表面及空隙间负载的活性粒子较多,这些特征也表明该催化剂具有良好的催化性能.