载硫活性炭脱汞性能及其反应机理研究

以市售商业载硫活性炭为研究对象，在固定床实验台上进行汞吸附实验，分析吸附温度、入口汞浓度对其脱汞性能的影响，通过表征方法对失活前后吸附剂的物理化学性质进行对比，采用程序升温热脱附实验得到样品中吸附的汞形态，并探究其脱汞机理。结果表明：实验样品的适宜脱汞温度为70 ℃，脱汞效率随着汞浓度的升高而降低；活性炭样品失活后比表面积下降，表面含氧官能团减少，非氧化态硫含量降低，其汞吸附形态以HgS、HgO为主；载硫活性炭样品对汞的吸附脱除主要依靠含氧官能团和含硫官能团的化学吸附作用。     

75t/h循环流化床锅炉性能测试及基于Aspen Plus模拟研究

为寻找循环流化床(CFB)燃煤锅炉机组热损失的原因,以额定负荷75 t/h CFB燃煤锅炉为试验平台,对其进行热力性能测试,为与实测法对比,利用Aspen Plus流程模拟软件对CFB锅炉进行建模计算,提出一种基于Aspen Plus模型法获得CFB锅炉热效率的新思路。试验选取低负荷、满负荷、高负荷3种运行工况,利用反平衡法通过热力计算求得各项热损失,探究不同运行工况参数对CFB锅炉热效率的影响,并分析了不同运行工况下,飞灰及炉渣中未燃尽碳(UBC)含量的分布规律。通过对CFB锅炉的煤热解、煤燃烧、气固分离和热交换4个子过程进行建模,利用现场稳定运行的锅炉各级换热设备进出口流股温度、压力、流量等数据,对满负荷(工况2)条件下锅炉各项热损失、锅炉热效率及炉膛出口烟气组分浓度进行计算。根据实测数据与模拟结果的比对,验证建模的准确性、可靠性。结果表明:模型法与实测法数据吻合良好,能够精准预测炉膛出口烟气的组成;通过对比锅炉各项热损失及热效率,发现排烟热损失q2实测结果为7.75%,模型结果为6.48%;固体未完全燃烧热损失q4实测结果为3.72%,模型结果为3.17%;二者相对误差较小,说明利用Aspen Plus建模可以对排烟热损失及固体未完全燃烧热损失进行较为精准的预测;模型计算得到的锅炉热效率为88.66%,实测锅炉热效率为87.426%,相对误差仅为1.41%,实测法和模型法对热效率及各项热损失的计算结果极为接近,验证了建模思路及方法的准确性和可靠性,也印证了基于Aspen Plus模型法计算CFB锅炉热效率的可行性; 3种工况下锅炉运行存在排烟温度高、飞灰含碳量高、实际热效率偏低未达到锅炉设计值等问题;入炉煤燃烧后飞灰中的UBC含量较高,为13.28%～16.40%,炉渣中UBC含量较少,为2.92%～3.39%; 3种工况下锅炉排烟热损失在7.64%～7.93%,固体未完全燃烧热损失在3.72%～4.69%,锅炉热效率在86.14%～87.43%,且η2η3η1。说明基于Aspen Plus对CFB锅炉建模进行锅炉热力计算可行、可靠。     

湿法脱硫浆液中汞的再释放及其稳定化研究进展

重金属汞是燃煤烟气中一种有毒的痕量元素,由于其大气迁移性和生物累积性极易对生态环境和人类健康产生危害,现已成为燃煤烟气四大污染物之一。燃煤电厂现有污染物控制设备(APCDs)协同脱汞技术得到越来越多的研究和应用。湿法烟气脱硫(WFGD)装置已成为脱除烟气中二价汞的重要设备,且具有较高的脱除效率。但是,WFGD装置吸收的Hg2+,在脱硫浆液中还原性离子的作用下被还原为Hg0形态重新释放到烟气中,从而降低了APCDs的协同脱汞效率。笔者综述了湿法脱硫浆液中汞的再释放机理、影响因素、抑制汞再释放的原理以及汞稳定化添加剂的研究进展,详细阐述了烟气氧含量、脱硫浆液温度、浆液p H值、液气比等脱硫系统运行参数以及浆液中SO23-、Cl-、Ca2+等共存离子对汞再释放特性的影响规律;论述了抑制脱硫浆液中汞再释放添加剂的分类、特性以及常用添加剂与Hg2+相互作用的化学反应机理和影响因素;概述了近年来国内外学者对汞稳定化添加剂的最新研究成果,典型有效的添加剂有H2S、无机硫化物、卤化物、Fenton试剂以及有机硫螯合剂二硫代氨基甲酸盐(DTC)、三巯基均三嗪三钠盐(TMT)、三硫代碳酸钠(STC)等。同时分析了不同添加剂的特性、使用条件、汞稳定化效果及其优缺点;概述了现有试验研究存在的问题并提出完善化发展方向,为进一步抑制脱硫浆液中汞的再释放和汞稳定化添加剂的研究与应用提供参考。     

FEKF在Hg-CEMS中的信号处理研究

针对Hg-CEMS中光电倍增管输出的电压峰信号噪声统计特性随工况的变化而变化,提出了一种模糊扩展卡尔曼滤波(FEKF)算法。该算法根据实际观测新息的均值和方差通过模糊控制器对观测噪声的理论方差阵不断调整,从而实现卡尔曼滤波器对含噪电压峰信号的自适应滤波处理。仿真结果表明,在理论噪声特性偏离实际工况时,该方法滤波效果明显优于常规扩展卡尔曼滤波算法,且具有较强的适应性。     

风冷式颗粒取样装置在循环床锅炉上的应用

提出一种实用新颖的完全风冷式颗粒质量流率热态测试装置．它在结构上采用了变管径措施，以提高取样烟气在取样管内的流速，减少颗粒在管内的沉积．在方法上采用了风冷却，以避免常规的水冷取样探头造成的冷却过度而使烟气中水蒸气发生凝结，防止颗粒在取样管内的吸附．用该装置对国产７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉稀相区进行测试，结果合理准确，显示出比常规水冷取样探头的优越性。     

增压流化床锅炉床下点火启动过程的研究与应用

分别在实验室规模常压模拟增压流化床燃烧室和１５ＭＷｅ ＰＦＢＣ－ＣＣ联合循环中试电站６０ｔ／ｈ蒸 发量的ＰＦＢＣ锅炉上进行了增压流化床锅炉床下点火启动特性的试验研究和应用实践．试验了热烟气点 燃流化床的煤种适应性；研究了加煤床温、埋管受热面、热烟气温度和流化风量等参数对床层冷启动和热 启动过程的影响规律．验证了为增压流化床锅炉设计的启动系统中带有气封结构风室的可靠性和烟气分 布的均匀性。考察了增压流化床在深床运行中实施压火后，能再次热启动的条件及所需的燃油量和煤量 的变化。将热烟气床下点火技术和热烟气与主燃风的同风室结构应用于中国第一座ＰＦＢＣ－ＣＣ中试电站， 取得了点火过程稳定可靠和安全的效果．     

温度和氧含量对NH4Br改性稻壳焦汞氧化吸附特性的影响

采用10 g·L^-1 NH₄Br溶液对原始稻壳焦进行浸渍改性制备了脱汞吸附剂。利用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜/X射线能谱分析仪对改性前后稻壳焦吸附剂物理化学性质进行表征。在固定床汞吸附实验台上对吸附剂床层出口元素汞(Hg⁰)和二价汞(Hg²⁺)进行同步检测,研究了不同温度下N₂气氛和N₂+6.4 %(体积)O₂气氛中改性稻壳焦的汞氧化吸附特性。50℃下N₂气氛、N₂+6.4%(体积)O₂气氛以及150℃下N₂气氛中固定床出口均未明显检测到Hg²⁺,50℃和150℃时脱汞率均可达90%。温度为150℃时,在N₂+6.4%(体积)O₂气氛中吸附剂的总汞(Hg^T)脱除效率为98.2%,其中82.2%的Hg⁰被吸附脱除,其余则被O₂非均相氧化为Hg²⁺而氧化脱除。通过对程序升温管式炉出口Hg^T进行检测研究了吸附剂表面吸附态汞的脱附特性。汞脱附峰值温度300℃表明吸附态汞可能以Hg-Br化合物的形式赋存于改性稻壳焦表面,220~350℃的脱附温度说明吸附态汞有较高的热稳定性。100.14%~118.62%的汞平衡率验证了实验结果的准确性。     

NID半干法脱硫系统脱除烟气中SO2的试验研究

研究NID半干法脱硫系统脱除烟气中SO2,用氮气(N2)等温吸附(77K)测量了生石灰消化后消化产物消石灰与生石灰脱硫剂的比表面积、孔径、孔比表面积、孔容积和孔分布,分析了其物理性质上的差别所造成的脱硫性能的差异,还分析了消化度、消化水初始温度、烟气中水蒸汽份额和水钙摩尔比等参数对脱硫性能的影响.研究结果表明,生石灰经...     

Ti-Al复合载体载锰催化剂同时脱硝脱汞实验

采用溶胶-凝胶法制备了一系列TiO₂、TiO₂-Al₂O₃（TiAl）、MnO₂/TiO₂（MnTi）和MnO₂/TiO₂-Al₂O₃（MnTiAl）样品,在固定床实验装置上研究了MnTi和MnTiAl催化剂的脱硝、脱汞性能,并对相应的样品进行了BET、XRD、H₂-TPR、XPS表征分析。表征结果表明,Al₂O₃掺入TiO₂后能极大提高载体的比表面积,提升催化剂氧化还原性能,且有利于高价态锰离子（Mn³⁺和Mn⁴⁺）和化学吸附氧（O*）在催化剂表面富集。固定床实验结果表明,在反应温度范围内,MnTiAl催化剂脱硝、脱汞性能均优于MnTi催化剂,MnTiAl催化剂在200℃时脱硝、脱汞效率分别高达88.5%和96.1%。MnTiAl脱除烟气Hg⁰过程中,将Hg⁰氧化为Hg²⁺的同时,催化剂表面Mn³⁺、Mn⁴⁺和O*浓度均被消耗,同时烟气中的O₂能将催化剂表面较低价态的锰离子（Mn²⁺和Mn³⁺）重新氧化为高价态锰离子（Mn³⁺和Mn⁴⁺）,并且能补充催化剂表面的化学吸附氧（O*）,进而实现催化剂催化氧化Hg⁰过程。     

溴元素改性椰壳活性炭对实际燃煤烟气的脱汞性能

以椰壳活性炭（YAC）为原料,通过NH₄Br溶液浸渍改性,制备了溴素改性椰壳活性炭脱汞吸附剂（YAC-Br）。在固定床实验台上开展了YAC和YAC-Br的汞脱除实验,主要研究了入口汞（Hg⁰）浓度对YAC-Br脱汞性能的影响,并结合BET、SEM、XRF等表征手段分析了YAC-Br的脱汞原理。在0.3MW燃煤循环流化床锅炉上对YAC-Br进行了烟气管道喷射吸附剂脱汞（ACI）实验,验证了其在实际燃煤烟气中对汞的脱除效果。结果表明：改性过程不会破坏椰壳活性炭原有的孔隙结构和微孔容积,而会使活性炭表面更加平整;化学改性后活性炭表面Br负载量提高,成为Hg⁰的主要活性吸附位。固定床实验结果说明：改性后椰壳活性炭的初始汞吸附效率和单位累积汞吸附量分别提高了6.02倍和21.8倍,吸附效率随汞浓度增大而降低。0.3MW燃煤循环流化床实验结果表明：改性后椰壳活性炭对元素汞和氧化汞均有很好的脱除作用,脱汞效率随着吸附剂喷射量的增加而增加,当喷射量为0.7kg/h时,脱汞效率可达到76.38%。