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《洁净煤技术》2019年热点论文Top20

来源：《洁净煤技术》

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不同高级氧化工艺处理焦化废水二级生化工艺出水研究

作者(Author)：何灿, 陈卓苗, 李懿南, 武昭钰, 黄国微, 王灿, 王建兵

摘要：针对焦化废水二级生化处理工艺出水化学需氧量(COD)难以达标的问题，采用实际焦化废水，通过开展半连续实验室小试试验，对比研究了单独臭氧氧化、O3/H2O2氧化和UV-Fenton氧化3种工艺深度处理焦化废水的效果，并对不同工艺出水的UV254、BOD5/COD、发光细菌毒性、三维荧光光谱进行分析，研究不同高级氧化工艺对出水水质的影响规律。结果表明:增加臭氧投加量和添加H2O2能显著提高焦化废水二级生化工艺出水中有机物的去除效果。进水COD为(200±10) mg/L、O3投加量为30 mg/L时，反应120 min后单独臭氧氧化对COD的去除率仅为36%;而对于UV-Fenton氧化，进水COD为(200±10) mg/L、H2O2(30%)投加浓度为2 g/L、Fe2+与H2O2摩尔比为1∶10时，COD的去除率为50%;单独臭氧氧化和UV-Fenton均不能满足排放标准。进水COD为(200±10) mg/L、O3投加量为30 mg/L、H2O2(30%)投加浓度为2 g/L，反应120 min后COD去除率达到63%，O3/H2O2氧化工艺出水COD达到74 mg/L，满足GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。3种工艺中，O3/H2O2氧化的COD去除效果最好，这主要归因于O3和H2O2协同产生强氧化性自由基，但当H2O2浓度过高时，体系中产生的·OH反而与H2O2反应，从而导致O3/H2O2体系的氧化能力下降。3种工艺都能有效降低出水毒性，出水发光细菌急性毒性试验显示，单独O3氧化、O3/H2O2氧化处理15 min后，相对发光度分别上升到90%和87%，UV-Fenton氧化处理30 min后，出水的相对发光度上升到71.57%。与单独臭氧氧化和O3/H2O2氧化工艺相比，UV-Fenton工艺处理出水急性毒性相对较高，可能与臭氧的消毒作用有关。3种工艺对废水可生化性的提高程度不明显，BOD5/COD从0.02最大提升到0.1左右。UV254和三维荧光光谱的对比分析表明，3种工艺对出水中芳香族化合物和荧光物质具有明显的分解作用。单独O3氧化可优先降解废水中腐植酸类物质中的共轭双键结构，而O3/H2O2氧化工艺对环状共轭污染物的氧化效果更显著。随着UV-Fenton氧化处理，焦化废水中大分子的类腐植酸以及紫外区类富里酸优先被氧化降解，最终转化为可见区类富里酸和类蛋白质，而类蛋白质和可见区类富里酸物质在出水中仍存在较高浓度，UV-Fenton氧化工艺对荧光物质去除能力最差。

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洁净煤技术

2019年第03期

1027

261
空气分级技术对焙烧炉内煤气燃烧NOx生成的影响

作者(Author)：杨协和, 蔡润夏, 张扬, 张建胜, 张海, 吕俊复

摘要：煤气化后的煤气常用于氢氧化铝焙烧过程。煤气中一般含有一定量的氨气，造成焙烧过程的氮氧化物生成量较高。针对一种燃用煤气的氢氧化铝气态悬浮焙烧炉，采用空气分级的方案，开展了煤气低氮燃烧过程的研究，探究空气分级技术对焙烧炉内煤气燃烧氮氧化物生成的影响规律，从而指导实际焙烧炉内的燃烧组织设计及优化。利用BarracudaTM气固两相流动计算软件，分析了一台3 000 t/h的氧化铝焙烧炉的炉内气固流动及燃烧过程。结果表明，悬浮焙烧炉炉膛底部存在明显的高温区，局部高温负荷点较集中，最高温度达1 700 K。随着炉膛高度的增加，炉膛温度逐渐降低。同时由于气流回流的作用，炉膛内部在炉膛底部以及上部气流转向处存在明显的颗粒堆积造成的颗粒高浓度区域。基于气固流动计算得到炉内的温度场，耦合详细化学反应机理来考虑详细的化学反应过程，利用Chemkin Pro软件建立了反应器网络，通过数值计算探究空气分级技术对含氨煤气在焙烧炉内燃烧过程中NOx生成的影响。结果表明，燃用煤气的焙烧炉内生成的氮氧化物主要为燃料型氮氧化物。空气分级为20%时，空气分级对煤气燃烧氮氧化物生成的抑制效果有限。当空气比例为40%时，主燃烧区呈现还原性气氛，焙烧炉内煤气燃烧生成氮氧化物减排率能达到70.3%。

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洁净煤技术

2019年第03期

1229

359
化学链燃烧中铁基载氧体研究进展

作者(Author)：魏泽华, 刘道诚, 荆洁颖, 李文英

摘要：化学链燃烧是我国应对气候变化的重要技术之一。载氧体作为氧和热的载体，是实现化学链燃烧的关键因素。近年来，寻找廉价载氧体成为研究者们关注的问题。铁基载氧体由于具有价廉、资源丰富、环境友好、机械性能好等优点受到了广泛关注，但其反应活性相对较差，如何提高其反应活性是其大规模应用的关键。笔者详细论述了化学链燃烧中铁基载氧体活性改进的研究进展，针对如何提高铁基载氧体的反应性能，从铁基载氧体制备方法的优化、组分掺杂、结构调控等3方面进行了阐述。指出，对于载氧体制备方法，应综合载氧体反应性能、制备周期和成本等因素，对其进一步选择或改进。对于载氧体组分，惰性载体的添加、制备成复合载氧体以及碱金属掺杂均可在一定程度上提高载氧体的反应性能，但采用单一措施均存在一定的问题，如活性组分与惰性载体的相互反应、复合载氧体的烧结以及碱金属的流失等，因而需要进一步研究各种因素间的相互作用。对于不同结构的载氧体，虽具有良好的结构稳定性或热稳定性，但也存在各自的缺点，如钙钛矿结构储氧能力较低，氧释放能力较低;在长时间的循环过程中，尖晶石结构的载氧体产生晶相分离和颗粒烧结而失活的现象;为了保持壳核结构的载氧体在循环过程中的稳定性及反应活性，对壳材料需要进一步选择及优化。基于目前研究现状，笔者指出铁基载氧体反应性能的进一步提高需综合考虑各方面因素并深入探究各因素之间的相互作用。

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洁净煤技术

2019年第03期

927

250
超低排放背景下烟气消白技术路线研究

作者(Author)：谭厚章, 刘兴, 王文慧, 刘鹤欣

摘要：超低排放背景下燃煤电厂大多采用湿法脱硫装置，装置出口饱和湿烟气排放后一般会在烟囱出口形成湿烟羽，对生态环境及人体健康造成不利影响。本文基于切线法对烟气及环境空气状态进行计算，确定湿烟羽消除的临界温度及混合空气当量比，比较不同烟气消白技术路线的适用环境条件及技术参数。研究结果表明，环境温度越低、相对湿度越高，湿烟羽消除难度越大。环境相对湿度为60%，脱硫塔出口烟气温度为50 ℃时，不采用任何措施的前提下可实现无湿烟羽排放的临界环境温度为37.3 ℃，可见在常见环境条件下，调整湿法脱硫装置出口烟气状态参数以消除湿烟羽是有必要的。假设可适用的烟气最大降温幅度为30 ℃，最大升温幅度为30 ℃，仅采用烟气加热技术可消除湿烟羽的临界环境温度为12.9 ℃;仅采用烟气冷凝技术可消除湿烟羽的临界环境温度为8.7 ℃;采用烟气冷凝再热技术可消除湿烟羽的临界环境温度为-12.9 ℃。对于空气加热混合技术，基于切线法对空气烟气混合过程进行热平衡计算，确定可消除湿烟羽的临界空气当量比。将烟气加热、烟气冷凝及空气加热技术组合使用可拓宽烟气消白适用的环境条件。

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洁净煤技术

2019年第02期

759

377
燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术进展与应用

作者(Author)：柴晋, 万忠诚, 武凯, 张净瑞, 陈嘉宁, 刘其彬, 马双忱

摘要：自“水污染防治行动计划(水十条)”颁布以来，燃煤电厂脱硫废水零排放已逐渐成为电厂深度减排、污染物深度治理的必然要求。脱硫废水烟气蒸发技术具有工艺简单、安全可靠、投资及运行成本低等优势，逐渐成为主流技术。燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术主要分为3类:低温烟道蒸发、高温旁路烟气蒸发、低温烟气余热浓缩减量，其中高温烟气蒸发又可分为旁路蒸发塔蒸发和旁路烟道蒸发2种技术路线。同时，对电厂烟气蒸发能力进行了核算,论述了脱硫废水烟气蒸发技术的研究进展与应用现状，并深入分析了各烟气蒸发技术的工艺特性、优缺点及其适用范围。研究表明，燃煤电厂的烟气蒸发能力极强，可以作为脱硫废水零排放的热源。另外，低温烟道蒸发因其易受锅炉负荷影响，适用度不高，未来烟气蒸发技术的研究重点是低温烟气余热浓缩结合高温旁路蒸发或低温烟气余热浓缩结合水泥化固定。

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洁净煤技术

2019年第02期

922

441
燃煤电厂汞排放与控制技术研究进展

作者(Author)：段钰锋, 朱纯, 佘敏, 姚婷, 赵士林, 汤红健, 黄天放, 刘猛

摘要：燃煤锅炉排放的汞已成为我国最大的人为汞排放污染源。汞具有神经剧毒性、大气迁移性和生物累积性等特征，对自然环境和人类健康构成严重危害，已在全球范围内引起广泛关注。目前我国燃煤电厂汞排放控制主要采用现有污染物控制装置(APCDs)的协同脱汞技术。随着我国燃煤电厂“近零排放”目标的实施，烟气汞排放浓度、灰渣和废水汞含量的排放限值将日趋严格。本文首先概述了当前我国燃煤电厂汞污染物大气排放标准快速更新的现状，指出应对日趋严格的汞排放限值需要对燃煤锅炉系统进行深度脱汞。然后介绍了烟气汞浓度检测技术的发展，以应对大气汞排放浓度的监测和监管。第三，综述了燃煤脱汞技术，详述了APCDs协同脱汞、烟气喷射吸附剂脱汞技术的研究进展，指出了新型脱汞吸附剂的研发趋势。第四，论述了我国燃煤电厂正在实施的超低排放改造对汞减排的效果。最后，针对目前燃煤电厂脱汞技术存在的问题，提出前瞻性的脱汞研究课题，以期对燃煤电厂实现“汞零排放”和副产物中汞的稳定化提供科学参考。

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洁净煤技术

2019年第02期

989

370
煤气化渣制备聚合氯化铝工艺研究

作者(Author)：胡文豪, 张建波, 李少鹏, 李占兵, 孙志刚, 李会泉

摘要：我国煤气化渣(CGR)年产量巨大，但综合利用率低，现有堆存与填埋方式具有较大的环境风险与经济压力，规模化消纳与资源化利用需求迫切。以煤气化渣酸浸液制备聚合氯化铝絮凝剂为目标，重点考察了铝酸钙粉用量、聚合温度、聚合时间和酸洗液循环次数对聚合氯化铝产品指标的影响。结果表明，煤气化渣酸洗液循环次数达到4次时，液相中铝离子浓度为28 g/L，氧化铝含量可达5.28%；以该富铝酸液为反应原料，反应温度80 ℃，反应时间120 min，铝酸钙粉用量1250 g/50 mL时，得到聚合氯化铝产品中氧化铝质量分数为10%~11%，盐基度为44%~50%，且产品中铅、铬、砷等重金属元素含量极低，各项性能指标均符合GB/T 22627—2014中水处理剂聚合氯化铝的制备标准。

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洁净煤技术

2019年第01期

1015

395
湿法脱硫烟气水回收技术研究进展

作者(Author)：马双忱, 别璇, 孙尧, 龚春琴, 曲保忠

摘要：湿式石灰石石膏法是目前应用最为广泛的烟气脱硫方法，但其涉及的水问题不可忽略，雾霾、白色烟羽、石膏雨等环保问题均与水问题有关。同时烟气中水资源含量大，实现烟气水回收对于电厂节水意义重大。论述了现有烟气中水分来源以及烟气水回收技术，分析了烟气水回收技术的原理、优缺点和研究应用情况等。实现水回收的方法有冷凝法、膜法以及吸收法。冷凝法水回收技术回收的水质较差，具有一定腐蚀性，但水回收量较大；吸收法水回收技术系统较为简单，回收水质也较好，但有吸收溶液随烟气带出的风险；而膜法水回收技术的回收水质好，不涉及污染物排放，但其回收水量仍有提升空间，清理、减小甚至防止污堵是限制该技术发展的关键。电厂须根据实际情况选择具体的冷凝技术，在电除雾器运行状况稳定、除雾效果好的电厂可优先考虑膜法水回收技术；有余热回收需求的电厂，可优先考虑冷凝法。最后指出从根本上解决水问题的方法是转变烟气脱硫方式。干法脱硫由于不涉及废水问题，也不会增加烟气中水蒸气含量，同时避免了腐蚀等问题，是烟气脱硫技术里最有潜力的方法之一。

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洁净煤技术

2019年第01期

776

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