“燃烧与污染控制”教学效果改善分析

"燃烧与污染控制"课程内容包括"燃烧学""污染物控制"两部分,具有理论性强、内容抽象、技术更新快以及与实践联系紧密等课程特点。结合几年的教学实践,总结教学过程中存在的一些问题,提出合理选择教材、合理制订教学内容及合理采用教学手段等一些改善课程教学的建议。     

自相似结构微通道传热分析及结构优化

随着大型集成芯片等电子设备的释热率不断升高,普通的微通道热沉（MHS）已经很难满足其散热需求。自相似微通道热沉（SSHS）作为一种新的换热结构设计,与一般的微通道热沉（MHS）相比,具有更好的综合性能和应用前景,但SSHS内部依然存在一定的流量分配和换热不均等缺陷。为了克服SSHS自身的缺陷,提高其工作性能,本文将原有的入口分流通道改为减缩式设计,以缓解SSHS原型设计中流量分配不均的缺陷,同时利用数值方法,在分析各结构参数影响基础上,进行了优化设计。鉴于SSHS内每个换热单元结构均相同,计算模型选择了一个完整的换热单元进行模拟分析和参数优化,计算单元包含十个溢流通道、半个入口分流通道与半个出流通道。换热工质为水,单元的流量范围为0.27kg/h~0.9kg/h。工作压力为常压,盖板热负荷为1MW/m2,计算模型为层流模型（Re范围150~500）。数值分析结果表明：对于原型设计,入口分流通道末端存在较强烈的滞止效应,直接导致各溢流通道之间流量分配不均,溢流通道间的流量分配相差9.5-12.9倍,且流量分配不均直接导致换热不均,盖板外壁面的温差达到了10.8-12.1℃。通过将分流通道改为减缩式斜坡结构,可以一定程度上消除滞止效应的影响。经过优化对比分析后发现,随着斜坡角度的增加,流量分配的均匀性和换热均匀性均得到进一步提高,但同时也导致流动阻力有一定的增加。综合考虑后,斜坡角度确定为4.3o时,可以在计算参数范围内使优化结构获得最佳的综合性能。虽然导致系统压降最大有12%左右的增加,但使流量分配从最大相差12.9倍降至最大仅相差2.7倍,平均换热均匀性提高了50%以上。改进和优化后的设计,可以为SSHS的推广应用提供参考和借鉴。     

基于尿素/NaClO2溶液湿法烟气同时脱硫脱硝的研究

结合燃煤电厂实际工况条件,基于尿素/NaClO2溶液进行了同时脱硫脱硝试验研究,探索尿素/NaClO2湿法同时脱硫脱硝的主要影响因素和优化工艺条件,并分析其反应机理.结果表明:纯尿素溶液可有效脱除烟气中的SO2,但对NO脱除效果较差,NaClO2的添加可有效改善NO的脱除效果;液气比和NaClO2质量分数增大有利于提高尿素/NaClO2溶液的脱硫脱硝效果,其中NaClO2质量分数对NO脱除效率的影响比对SO2脱除效率的影响明显;空塔气速和NO初始质量浓度与系统脱硫、脱硝效率成负相关关系.NaClO2的添加对尿素溶液脱硫效果影响较小,SO2被吸收后生成的SO32-主要被烟气中溶于水的O2氧化成SO42-;难溶于水的NO被NaClO2氧化为NO2和NO2-等,进而被尿素溶液有效吸收,NOx最终多数以N2形式排放.     

湿法烟气脱硫系统对细颗粒脱除性能的实验研究

针对石灰石-石膏法、双碱法、氨法等典型湿法烟气脱硫（WFGD）工艺,在喷淋脱硫塔中实验研究了WFGD系统对细颗粒的脱除作用;采用电称低压冲击器、场发射扫描电镜、X射线衍射仪等对WFGD系统前后烟气中细颗粒的浓度、粒径分布、形态、元素及物相组成进行了测试分析,考察了脱硫剂、液气比对WFGD系统脱除细颗粒性能的影响,并进行了利用蒸汽相变原理促进细颗粒凝结长大并高效脱除的实验研究。结果表明,脱硫剂对WFGD系统脱除细颗粒的性能具有重要影响,由于形成无机盐气溶胶细颗粒,采用CaCO₃、NH₃·H₂O脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除效果明显不及Na₂CO₃脱硫剂和水洗涤,且颗粒形貌特征及元素组成发生明显变化;除NH₃·H₂O脱硫剂外,液气比对WFGD系统脱除细颗粒的影响不明显;在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加适量蒸汽建立蒸汽相变所需的过饱和水汽环境可显著促进细颗粒的脱除。     

湿法脱硫协同蒸汽相变脱除燃煤PM_(2.5)的试验研究

对燃煤细颗粒在湿法烟气脱硫(WFGD)系统中的脱除效果进行了试验研究.通过向塔内添加蒸汽以促进细颗粒的凝结长大,实现脱硫过程协同脱除燃煤细颗粒,并分析了不同操作参数对细颗粒和SO2脱除效率的影响.结果表明:在常规湿法烟气脱硫过程中,PM10的质量浓度脱除效率较高,约为55%,而PM2.5质量和数量浓度脱除效率很低;通过在洗涤塔内添加蒸汽,可以有效提高PM10和PM2.5的脱除效率,脱除效率随液气比的增大而提高,特别是数量浓度的脱除效率;燃煤细颗粒的脱除效率随塔内烟气过饱和度的增大而提高,而脱硫效率几乎不受塔内过饱和度的影响,均能稳定在75%左右;随脱硫塔入口烟气温度的升高,细颗粒的脱除效率降低.     

湿法烟气脱硫系统的脱汞性能研究

通过测量湿法烟气脱硫(WFGD)系统进出口烟气中汞的浓度,考察了采用NH3·H2O、NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、CaCO3等5种脱硫荆时系统的脱汞性能,并在脱硫液中添加KMnO4,Fenton试荆、K2S2O8/CuSO4、Na2S进行试验.结果发现:燃煤烟气中气态总汞主要成分是单质汞,二价汞所占比例不超过40%;常规WFGD系统能高效脱除烟气中的气态二价汞(Hg2+),脱除效率高达81. %～92.60%,而对气态总汞的脱除效率仅为13.27%～18.26%,经WFGD系统后单质汞略有增加;脱硫剂种类对脱汞效果影响不明显,提高液气比有利于提高WFGD系统的脱汞效率;KMnO4、Fenton试剂、K2SzO8/CuSO4和Na2S等添加剂均可提高脱汞效率,但不同添加剂的效果有所不同,其中Na:S效果最为显著,脱汞效率最高可达67%.     

应用润湿剂促进WFGD系统脱除细颗粒物的性能

采用旋流板塔双碱法脱硫工艺,进行了脱硫液中分别添加聚醚硅油、Compound No.3、XHG-248润湿剂促进湿法烟气脱硫(WFGD)系统脱除细颗粒物的试验研究,考察了脱硫液气比、脱硫液温度等对润湿剂作用性能的影响,并进行了协同利用蒸汽相变原理和添加润湿剂促进细颗粒物脱除的试验.结果表明:脱硫液温度对添加润湿剂的作用...     

应用蒸汽相变脱除燃煤湿法脱硫净烟气中细颗粒物

以经石灰石/石膏法脱硫后的高湿烟气为对象,采用撞击流结构蒸汽相变室,试验研究了烟气相对湿度、蒸汽添加位置及添加量、烟气对喷水平间距、喷雾聚并等对细颗粒脱除效率的影响规律,并与普通蒸汽相变室进行了比较.结果表明:采用撞击流结构相变室,细颗粒脱除效果明显优于普通蒸汽相变室,在蒸汽添加量为0.04 kg·m-3时,数浓度脱除...     

氨法烟气脱硫装置气溶胶排放特性研究

结合扬子热电厂二期玛苏莱氨法脱硫工艺运行参数,采用模拟试验装置考察了氨法烟气脱硫工艺的气溶胶排放特性,并对该电厂气溶胶颗粒的来源进行了分析.结果表明:氨法烟气脱硫过程中会产生大量气溶胶颗粒,从数浓度角度而言,主要属亚微米级微粒,但依据质量浓度分布,粒径呈双峰分布,以微米级及大于10 μm的颗粒物为主;同时,脱硫前后颗粒物物性发生显著变化,脱硫净烟气中颗粒多呈规则的晶体结构,含长方体、棱柱体等晶习,S、O元素含量显著增加,主要物相成分为(NH4)2SO4;由烟气带出的雾滴经蒸发析出固体微粒是该电厂气溶胶的重要来源.     

基于尿素/NaClO_2溶液湿法烟气同时脱硫脱硝的研究

结合燃煤电厂实际工况条件,基于尿素/NaClO2溶液进行了同时脱硫脱硝试验研究,探索尿素/NaClO2湿法同时脱硫脱硝的主要影响因素和优化工艺条件,并分析其反应机理.结果表明:纯尿素溶液可有效脱除烟气中的SO2,但对NO脱除效果较差,NaClO2的添加可有效改善NO的脱除效果;液气比和NaClO2质量分数增大有利于提高尿素/NaClO2溶液的脱硫脱硝效果,其中NaClO2质量分数对NO脱除效率的影响比对SO2脱除效率的影响明显;空塔气速和NO初始质量浓度与系统脱硫、脱硝效率成负相关关系.NaClO2的添加对尿素溶液脱硫效果影响较小,SO2被吸收后生成的SO2-3主要被烟气中溶于水的O2氧化成SO2-4;难溶于水的NO被NaClO2氧化为NO2和NO-2等,进而被尿素溶液有效吸收,NOx最终多数以N2形式排放.