碳热还原SO2反应选择性的热力学分析及实验探究

针对燃煤烟气SO_2脱除技术面临的可持续发展困境,以固体碳材料为还原剂的碳热SO_2还原制硫磺技术具有重要发展前景,其中抑制非目标副产物的伴生是实现SO_2定向还原的关键。基于吉布斯自由能最小原理对碳热还原SO_2反应进行平衡产物量的计算,并通过固定床-FTIR实验分析反应的气相产物,探究了硫产率、副产物CO、COS和CS_2的生成规律。基于温度对反应热力学平衡的影响,结合副反应,来推断出合理的反应机理。在摩尔比n(C)∶n(SO_2)≤1.0时体系中主要发生反应C+SO_2→S+CO_2,副产物CS_2生成量级仅为10~(-4),理论硫产率可维持在0.9以上。过量的碳会促进COS由主反应物一步生成,高温、碳过量会促进COS向CS_2的转化反应。相关研究结果对实际应用时最佳工况的选取以及单质硫选择性的提高具有重要指导意义。     

Simulation on spray evaporation processes in Multi-spout bed by modified impinging wall method

Basing on some researchers’ experimental results,the droplet impinging wall model was modified,and We Number and K Number were adopted to determine the mode of droplet impinging wall.The simulation results indicated that the mode of impinging droplet is sticking on the wall in Muti-spout bed.The droplet impinging wall model modified can describe the droplet impinging wall phenomenon accurately in the multistage spouted fluidized flue gas desulfurization reactor.Basing on the study above,the distributions of temperature and relative humidity in the reactor were attained.In atomization region,the distribution of temperature exhibits "M" shape.The relative humidity exhibits"W"shape.The mass concentration of droplet reduces along axis of the reactor.Due to the multi-spouted configuration,droplet concentration increases obviously in the intersection region between the 1st and 2nd stage reaction region.The evaporating intensity reaches its peak value in the area of 200 mm away from the sprayer,and droplets are completely evaporated at 1500 mm.     

煤粉浓缩器内气固两相流动特性的数值模拟

利用气固两相计算模型(IPSA模型),对水平浓淡煤粉燃烧器关键部件——百叶窗煤粉浓缩器内部压力、速度、浓度场进行了数值模拟,得出了浓缩器内气固两相流动规律,进一步分析了浓缩器的煤粉浓缩机理。计算结果表明,在浓缩器叶片上部出现高煤粉浓度的带状结构,并且在浓侧出口中心位置的煤粉浓缩带内,形成局部的煤粉高浓度区域,这是百叶窗式煤粉浓缩器的主要特点,与试验研究中观察到的气固两相流动现象一致。同时在不同分流挡板开度k下对煤粉浓缩器内部流动进行了数值模拟,得到了浓缩器性能参数,给出其变化趋势,与试验结果对比吻合较好。     

基于Russell机理分光光度法检测液相体系·OH浓度的改进

基于Russell反应机理检测液相体系·OH浓度的分光光度法具有费用低、操作简单等优点,但测试精度低、重复性差是该方法面临的主要问题。分析了该方法精度低的主要原因,提出改进型方法,分析了常见阴阳离子对萃取剂萃取坚牢蓝BB盐（FBBs）的影响,确定了改进型方法的关键检测条件,在此基础上重新建立了·OH浓度与重氮砜产物吸光度之间的函数关系。结果表明：FBBs的干扰是造成检测精度低的根本原因;FeSO₄对抑制萃取剂萃取FBBs作用明显,从而大幅度削弱FBBs的干扰;Na⁺、K⁺、NO₃^-几乎对重氮砜产物的吸收峰不产生影响,Cl^-对测试结果的影响与其浓度有直接关系;改进型方法的合理萃取时间为300 s,FBBs与甲基亚磺酸（MSIA）摩尔比为50;并得到了·OH浓度与吸光度之间的函数关系式。     

复合喷动流态化烟气脱硫工艺中一级气液区段脱硫特性研究

提出了一种新型半干法烟气净化工艺,利用实时在线SO2光谱分析系统对该工艺的一级气液主反应区段进行了脱硫特性的试验研究.详细分析了烟气流速和浆液雾化质量、烟气温度、入口SO2浓度和循环灰浓度、浆液给入方式等6个因素对脱硫效率的影响,并测量了SO2,浓度沿程变化情况.试验结果表明,在优化的工况参数下,所研究区段的脱硫效率可以达到55%以上;循环灰浓度对该区段脱硫特性有6%的显著影响;通过优化浆液给入方式可以提高脱硫效率3%左右;浆液雾化质量对该区段脱硫效率也有2%～3%的明显影响,最佳气液比为0.15.     

Fe2+/H2O2体系内各种自由基在氧化NO中的作用

Fe²⁺/H₂O₂体系可分解产生多种氧化性自由基, 主要包括O₂^-·、·OH和HO₂·。本文实验研究了O₂^-·、·OH及HO₂·在Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO气体过程中的作用。结果表明:在本实验条件下, O₂^-·对NO气体的氧化作用不明显;·OH及HO₂·是该体系氧化NO气体的主要活性物质, 其中·OH的氧化作用更大。加快自由基的生成速率可以增强Fe²⁺/H₂O₂体系对NO气体的氧化能力, 但O₂的生成速率同时加快。只有少量·OH及HO₂·参与NO的氧化, ·OH与HO₂·之间的快速反应是Fe²⁺/H₂O₂体系氧化NO过程中H₂O₂利用率低的主要原因。     

基于活化过程碳烧失特性的孔结构发展机制

以太西无烟煤和大同烟煤为原料,在不同活化温度下制备了烧失率10%~75%的活性炭。研究了活化过程中无规则碳和微晶单元结构的烧失特性,并分析了表面碳烧失特征;结合不同活化阶段的孔结构特性,分析了微孔、中孔形成及发展机制。结果表明,当烧失率低于30%时,以无规则碳烧失为主,无烟煤活性炭主要形成1.35 nm以下的微孔,而烟煤活性炭同时形成微孔和中孔结构,且中孔孔径可达到50 nm。随烧失率的增加,微晶结构参与反应,当烧失率超过50%时,层片尺寸和堆积厚度均明显减小。此时无烟煤活性炭在微晶结构间发生扩孔作用,持续发展2~4 nm的中孔,同时微晶层间距增加也可发展极微孔。烟煤活性炭微晶单元尺寸显著减小,会造成孔结构坍塌或萎缩,导致原有孔容积降低。     

百叶窗浓缩器内叶片及壁面磨损数值预测

通过数值计算方法预测了百叶窗浓缩器内叶片及壁面磨损的情况。研究了百叶窗结构、来流速度、给粉浓度等因素对浓缩器内叶片磨损的影响,提出了一些重要的防磨原则。     

烟煤典型层燃过程NO_x生成特性

随着环保要求的提高,燃煤工业锅炉的NOx排放问题越发凸显。掌握典型煤层燃过程中NOx生成规律,是研究燃烧过程中NOx控制方法的首要问题。对一台SZL 10—1.25—AⅡ型链条炉排锅炉炉内不同区域煤层表面的温度、NOx生成量、氧含量、CO含量等参数进行了工业测试。同时,在单元体炉试验台上采用相同煤种和相同配风方式进行了对比实验。通过对二者的对比分析,得出炉内NOx生成规律。在此基础上,提出与燃烧协同的链条炉排锅炉低NOx燃烧技术思路,为进一步研究及工业示范奠定了基础。