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碱基吸收剂对燃煤烟气SO_(3)脱除机制研究

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工程热物理学报 2023年第1期44卷 257-265页

作者：卿梦霞张鑫苏胜刘亮张巍赵斌向军长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

燃煤烟气中SO_(3)的生成与排放严重威胁着电厂的安全经济运行与大气环境,本文探究了K_(2)CO_(3)、Na_(2)CO_(3)与Ca(OH)_(2)三种碱基吸收剂对SO_(3)的脱除性能及速率控制机制。结果表明,吸收剂对SO_(3)脱除性能为K_(2)CO_(3)>Na_(2)CO_(... 详细信息

燃煤烟气中SO_(3)的生成与排放严重威胁着电厂的安全经济运行与大气环境,本文探究了K_(2)CO_(3)、Na_(2)CO_(3)与Ca(OH)_(2)三种碱基吸收剂对SO_(3)的脱除性能及速率控制机制。结果表明,吸收剂对SO_(3)脱除性能为K_(2)CO_(3)>Na_(2)CO_(3)>Ca(OH)_(2),温度与化学当量比的增加均有利于SO_(3)的脱除。随着SO_(3)脱除反应的进行,吸收剂表面形成的硫酸盐覆盖物会影响SO_(3)向未反应界面的扩散,导致反应速率下降。SO_(3)脱除反应速率受外扩散过程控制,但在Na_(2)CO_(3)与Ca(OH)_(2)脱除SO_(3)的反应后期,反应速率由外扩散与内扩散共同控制。

关键词：燃煤烟气 SO_(3)脱除碱基吸收剂外扩散

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生物质热解过程中氮迁移转化机理研究进展

农业工程学报 2022年第19期38卷 227-236页

作者：刘亮郑扬黄思彪肖庭熠田红卿梦霞长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114

生物质热解产物中热解气和热解油具有较高能源利用价值,可作为替代燃料或化工原料,但伴随热解过程迁移至热解气/油中的氮元素不仅会影响其品质,热解气/油进一步利用后也会污染大气环境。该研究围绕生物质资源制备清洁能源的总目标,系统... 详细信息

生物质热解产物中热解气和热解油具有较高能源利用价值,可作为替代燃料或化工原料,但伴随热解过程迁移至热解气/油中的氮元素不仅会影响其品质,热解气/油进一步利用后也会污染大气环境。该研究围绕生物质资源制备清洁能源的总目标,系统分析生物质热解过程中氮迁移转化机理,重点论述气相氮、液相氮和焦炭氮的生成与转化机理。通过总结前人研究,得出生物质热解气中的含氮物质主要为HCN、NH3等,其中NH3主要来源于氨基酸热解释放的氨基以及HCN在焦炭表面的水解转化;HCN主要来源于腈、含氮杂环等一次热解产物的二次裂解;热解油中的含氮物质主要为含氮杂环、腈与酰胺,其中含氮杂环主要由部分氨基酸片段或氨基酸间的脱水缩合反应产生;腈主要来源于氨基酸分子脱H2反应以及酰胺脱H2O反应;酰胺主要来源于NH3与羧基的置换反应。不同生物质种类与热解工况下氮的迁移转化特性复杂多样,生物质种类以及热解过程中的压力、停留时间、升温速率、温度、热解气氛、粒径、催化剂等因素均会影响热解过程中氮的迁移转化路径,最终影响生物质热解气/油中含氮物质的组成及分布。进一步提出生物质热解过程中氮排放控制未来研究方向,以期为实现农村生物质资源高效清洁利用提供参考。

关键词：生物质热解气相氮液相氮焦炭氮 NOx

SiO_(2)对MnCe/Ti催化剂脱硝抗硫性能调控机理研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1845-1856页

作者：张林林卿梦霞刘亮陈亚鑫赵斌向军长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

燃煤电厂深度调峰对脱硝催化剂的宽温区脱硝抗硫性能提出更高要求,而现有的V-W/Ti系催化剂普遍存在低温脱硝抗硫性能差等问题。本文以Mn Ce/Ti催化剂为研究对象,探究了SiO_(2)对Mn Ce/Ti催化剂宽温区脱硝抗硫性能的调控机理。研究表明,S... 详细信息

燃煤电厂深度调峰对脱硝催化剂的宽温区脱硝抗硫性能提出更高要求,而现有的V-W/Ti系催化剂普遍存在低温脱硝抗硫性能差等问题。本文以Mn Ce/Ti催化剂为研究对象,探究了SiO_(2)对Mn Ce/Ti催化剂宽温区脱硝抗硫性能的调控机理。研究表明,SiO_(2)提高了Mn Ce/Ti催化剂的高温脱硝活性,在250~350℃温区内,脱硝效率可稳定控制在90%以上。SiO_(2)通过促进低温NH_4~+的生成、提高吸附态NO的反应活性、抑制SO_(2)在催化剂表面的吸附与块状硫酸盐的生成,来增强催化剂的脱硝性能与抗硫性能。

关键词：宽温催化剂 SiO_(2)掺杂 SO_(2)氧化抗硫性 SCR机理

脱硝催化剂及运行参数对燃煤电厂SO3生成的影响

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环境工程学报 2020年第11期14卷 3111-3120页

作者：程俊峰卿梦霞王乐乐向军北京清新环境技术股份有限公司北京100142 长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

为实现燃煤电厂尾部烟气中SO3的有效控制,实现燃煤电厂安全经济运行与污染物超低排放,选取不同燃煤电厂的商业V/W/Ti系脱硝催化剂研究SO3的生成特性,系统地探讨了不同催化剂及运行参数(温度、空速、O2、SO2和NH3:NO比)对燃煤电厂尾部烟... 详细信息

为实现燃煤电厂尾部烟气中SO3的有效控制,实现燃煤电厂安全经济运行与污染物超低排放,选取不同燃煤电厂的商业V/W/Ti系脱硝催化剂研究SO3的生成特性,系统地探讨了不同催化剂及运行参数(温度、空速、O2、SO2和NH3:NO比)对燃煤电厂尾部烟气中SO3生成的影响,以期为燃煤电厂SO3治理提供指导。结果表明:催化剂化学组成显著影响SO3的生成,催化剂中V负载量是决定SO3生成的重要参数;V负载量为1%~3%时,负载量的增加可对SO3的生成起促进作用,而Si对SO3的生成起显著抑制作用。对于催化剂样品A,当空速达到10 000 h-1时,SO3生成将不再随空速的增加而变化。随着反应温度的升高,催化剂表面SO3生成率逐渐增加。温度的升高有利于催化剂中活性组分V5+和V4+之间的转化,从而提高催化剂的氧化活性。即使燃煤电厂负荷降低,当烟气温度低至280℃时,催化剂表面仍然有SO3生成。此外,烟气中不同组分也会影响SO3的生成。随SO2浓度的增加,生成的SO3通过竞争吸附抑制SO2的氧化,导致SO3的生成率降低。而O2、NH3和NO的存在将促进SO2的转化,且浓度越高,其促进作用越大。综合上述结果可以看出,催化剂表面SO3的生成受催化剂组成、温度、空速、O2、SO2和NH3∶NO比值等多种因素影响,在实际工程中应综合考虑各因素的影响以实现对燃煤烟气SO3的有效控制。

关键词：催化剂 SO2转化 SO3生成温度空速氧量 NH3∶NO比值

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生活垃圾焚烧飞灰重金属固化特性

中南大学学报（自然科学版） 2023年第10期54卷 3852-3864页

作者：刘亮罗屹东卿梦霞刘文斌赵广民贺梓航长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

针对生活垃圾焚烧飞灰中重金属元素(Cr、Cd、Cu、Pb、Zn)含量过高导致的飞灰资源化利用难及其环境污染风险问题,结合连续萃取实验(BCR)及超声波辅助水洗,探究重金属赋存形态对飞灰重金属元素固化特性的影响。研究结果表明:超声波辅助水... 详细信息

针对生活垃圾焚烧飞灰中重金属元素(Cr、Cd、Cu、Pb、Zn)含量过高导致的飞灰资源化利用难及其环境污染风险问题,结合连续萃取实验(BCR)及超声波辅助水洗,探究重金属赋存形态对飞灰重金属元素固化特性的影响。研究结果表明:超声波辅助水洗对飞灰中重金属元素固化效果较好,其中Cd固化效果最佳(98.87%),Cu固化效果最差(80.14%)。水洗使飞灰中的可溶性氯盐(NaCl、KCl、CaClOH)发生重组,生成新的化合物(CuCl、硫酸钙水合物、CaSO_(4))。水洗后飞灰中重金属元素的赋存形态发生改变,Cr的可移动态占比可达93%,Cd赋存形态总体变化不大,Cu的赋存状态由残渣态向可还原态转变,Pb酸溶态占比下降,Zn残渣态和可还原态占比明显上升。

关键词：焚烧飞灰水洗过程重金属固化特性

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落地油泥热解特性及工艺系统能量平衡分析

化工学报 2024年

作者：刘亮吴佳俊卿梦霞周光亚贺梓航长沙理工大学能源与动力工程学院

热解法可快速实现低含油量落地油泥的无害化处理与资源化利用，但其高含水量的特点会造成大量能量损耗，热解处理过程中的能量平衡问题不容忽视。对落地油泥开展了相关热解实验，利用Aspen Plus软件对热解工艺流程进行建模，通过改变初... 详细信息

热解法可快速实现低含油量落地油泥的无害化处理与资源化利用，但其高含水量的特点会造成大量能量损耗，热解处理过程中的能量平衡问题不容忽视。对落地油泥开展了相关热解实验，利用Aspen Plus软件对热解工艺流程进行建模，通过改变初始含水率、热解温度、焦炭燃烧比等参数，分析工艺系统实现能量自平衡的可能性。结果表明：在450℃时，热解油中烃类物质含量高达71.6%，热解温度小于450℃时得到的热解油品质较高，C6-C30的占比超过90%。在不同热解温度下焦炭燃烧比均不超过100%，系统可以通过调节焦炭燃烧比实现对落地油泥干燥和热解处理过程的能量自平衡。降低油泥的初始含水率有利于减少系统的能耗，初始含水率越低系统能量自平衡越容易，如落地油泥经脱水处理后含水率仍然较高时，工艺系统可以通过适当的提高热解温度来继续保持能量平衡。

关键词：落地油泥热解 Aspen Plus 工艺系统能量自平衡

燃煤烟气脱硝副产物硫酸氢铵/硫酸铵沉积与分解特性研究

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同方期刊数据库

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化工学报 2021年第2期72卷 1132-1141页

作者：卿梦霞张鑫刘亮张巍王乐乐苏胜孔凡海向军长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 西安热工研究有限公司苏州分公司江苏苏州215153

搭建模拟空预器多段控温实验台,研究不同SO3浓度、SO3/NH3比、不同温度下硫酸氢铵(ABS)与硫酸铵(AS)的生成、沉积与分解特性。在高温条件下发生的初始沉积部位,沉积物均为液态ABS,其失重特性与纯ABS基本一致。而在低温条件下,则根据SO3/... 详细信息

搭建模拟空预器多段控温实验台,研究不同SO3浓度、SO3/NH3比、不同温度下硫酸氢铵(ABS)与硫酸铵(AS)的生成、沉积与分解特性。在高温条件下发生的初始沉积部位,沉积物均为液态ABS,其失重特性与纯ABS基本一致。而在低温条件下,则根据SO3/NH3比的不同沉积物特性有所变化。SO3/NH3比为2∶1时,沉积物为H2O、H2SO4与少量ABS的混合物,以密集液滴形态存在,呈多段分解特性;SO3/NH3比为1∶1与1∶2时,沉积物为分散性较强的干AS粉末,分解特性与纯AS基本一致。研究结果可为ABS防控提供指导。

关键词：烟气脱硝 SO3 硫酸氢铵硫酸铵空气预热器

商用V/W/Ti系脱硝催化剂表面SO_(3)生成的反应机理

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中国环境科学 2021年第7期41卷 3161-3168页

作者：卿梦霞刘亮尹子骏雷嗣远王乐乐苏胜向军长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 西安热工研究院有限公司苏州分公司江苏苏州215153

基于燃煤烟气SO_(3)生成与排放给电厂运行及大气环境带来的严重影响,研究了一种在役典型商用蜂窝型V/W/Ti系脱硝催化剂表面的SO_(3)生成反应动力学及反应机理.结果表明,反应温度与SO_(2)浓度是影响催化剂表面SO_(3)生成的关键因素.在SO_... 详细信息

基于燃煤烟气SO_(3)生成与排放给电厂运行及大气环境带来的严重影响,研究了一种在役典型商用蜂窝型V/W/Ti系脱硝催化剂表面的SO_(3)生成反应动力学及反应机理.结果表明,反应温度与SO_(2)浓度是影响催化剂表面SO_(3)生成的关键因素.在SO_(2)浓度为400×10^(-6)时,当反应温度从300℃升至360℃,SO_(2)-SO_(3)转化率从0.2%提高至0.65%,温度达到400℃后,催化剂表面V2O5活性增加更为显著,SO_(2)-SO_(3)转化率从0.65%增2.3%,SO_(3)生成反应的表观速率常数增加近3倍.SO_(3)在催化剂表面的生成路径为:SO_(2)与V_(5)+-OH反应生成中间产物VOSO_(4)与HSO_(4)^(-),随后进一步反应生成SO_(3).SO_(2)主要通过其在催化剂表面的吸附、转化过程影响SO_(3)的生成,其本征动力学反应级数为0.52.O2的本征动力学反应级数为0,SO_(3)生成反应可以在无O2条件下进行,O2存在会促进反应进行,但不会改变反应路径.

关键词： SCR催化剂 SO_(3) 反应动力学原位红外

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能源动力类专业学生实践创新能力提升策略

中国电力教育 2023年第8期 66-67页

作者：邹淑云刘忠卿梦霞长沙理工大学能源与动力工程学院

通过深入研究实践育人规律，从实践教学的内容体系、教学方法、平台建设等方面，构建了符合认知规律的“产教融合+虚实结合”的能源动力类专业实践教学体系，取得了良好的教学效果。

关键词：