生物质热解过程中污染物迁移转化机制的解析--《中国科学技术大学》2014年博士论文
生物质热解过程中污染物迁移转化机制的解析
【摘要】：植物通过自身的生长,可以从富营养化水体中吸收氮磷营养元素,而通过生物吸附过程,又可以吸附水中的重金属等污染物。但是,富含污染物的植物生物质若处理不当,容易造成二次污染。另一方面,随着化石能源的日益耗竭,以及其在使用过程中造成的一系列环境和气候问题日益引起人们的重视。从可再生、环境友好的生物质中获取能源及资源已经成为研究热点,并且具有十分广阔的应用前景。快速热解是一个极具应用潜力的生物质资源化成熟技术,如果将其应用于对污染生物质的处置及资源回收,将会具有重要的环境和经济意义。
本论文系统研究了植物生物质在污染物去除和热解资源化应用中的一些基础问题,包括生物质表面化学修饰强化污染物去除,污染物在热解过程中迁移转化的机理,热解生物油提质的绿色可持续方法研究,热解biochar功能化制备及其在环境、催化及能源储存方面的应用。论文主要的研究内容和结果如下：
1.生物质的表面化学修饰强化污染物的去除：以二氯亚砜作为活化剂对EDTA进行活化,再将其用于蒲草生物质的表面化学修饰,以增加其表面羧基和氨基功能基团的含量,从而强化其对污染物的去除能力,并对污染物强化去除的相关机制进行了探讨。结果表明,经过表面修饰的生物质对水溶液中的铅离子具有显著强化的去除能力,其最大吸附能力达到263.9mg/g。远远大于未经修饰的生物质的104.5mg/g。吸附机理主要涉及到离子交换、配位和氢键作用,其中离子交换作用主要是在低pH条件下起作用,而配位和氢键作用主要在高pH值条件下发挥作用。
2.生物质热解过程中污染物的迁移转化过程及其机理：将吸附了重金属铅的蒲草生物质进行热解,分析了热解过程中重金属铅的迁移,转化和分布情况。结果表明,热解过程中铅的回收率受温度的影响不明显；在整个热解过程,温度从400℃升高至600℃时,铅的回收率为98.8%以上,发现铅的化合物在热解过程中转化为挥发性很弱的氧化铅和金属铅而保存在热解残炭固相中。
以三种典型的富氮磷湿地植物为代表,研究了热解过程中氮磷营养元素的迁移转化过程及其机理。结果显示,热解所得生物油的主要成分包括酚类、醛酮类、羧酸类以及一些含氮杂环或者胺类化合物。在热解过程中,大量的氮磷元素从有机态转化为无机离子态或者结合态,仍然集中在biochar中,可通过无机盐溶液浸出的方法分级提取,其中平均76%的氮元素和57%的磷元素可以通过此法得以回收。
将生物质和废弃电子垃圾塑料以一定的比例进行混合进行共热解,研究了热解过程中溴化阻燃剂的迁移,转化过程以及溴元素在热解过程中的分布情况,通过TG-FTIR-MS方法对溴化阻燃剂的转化机理进行了深入的研究。结果显示,生物质和WEEEs塑料在热解过程中的协同作用可以大大提高热解油的产率。机理分析表明,热解过程中产生的溴元素既可以被有机组分捕获形成溴代烃类挥发至热解油和气体相中,也可以被WEEEs塑料和生物质中的无机组分捕获而保留在热解残炭中。
3.生物油品质提升及其机理研究：提出在常温常压的情况下以零价活泼金属锌对生物油进行原位氢化的方法。结果表明,金属锌对于生物油体系表现出良好的反应性能,可以显著改善生物油的性质,包括降低腐蚀性与提高稳定性和热值等。新生成的主要形成机理包括醛酮类的直接氢化、生成的醇类和生物油中有机酸的酯化以热解木质素碎片的氢化反应等。
直接热解具有催化作用的重金属铜负载的生物质,通过铜在热解过程的催化作用,使得热解生物油的产率和品质有显著的提升。结果表明,铜催化所产生物油中所含的芳香化合物比普通生物油的芳香化合物含量大为增加。机理分析表明,铜的存在能促进生物质中木质素组分的分解,从而产生大量的芳香化合物。热解过程中,超过90%的铜元素富集在热解残炭中,并可以通过灼烧的方法加以回收。
4.以生物质作为原料,通过热化学方法合成功能碳材料：以废弃木屑生物质为原料,从海水中吸附氯化镁,再进行热解合成介孔碳负载的氧化镁纳米颗粒,并将合成的材料用于二氧化碳的捕集。材料对二氧化碳的最大捕集量可以达到5.45mol/kg。二氧化碳的捕集机理主要涉及物理吸附和化学相互作用,其中的物理吸附作用随着温度的升高而减弱,而化学相互作用主要包括氢键作用以及二氧化碳和氧化镁的化学反应,是二氧化碳捕集的主要贡献。
将生物质吸附一定量的氯化铁,通过快速热解获得磁性多孔碳材料,以此为前体,通过磺化反应合成磁性固体酸材料,并将其用于催化有机反应。结果表明,氯化铁的存在可以催化促进热解过程中碳材料的微孔和介孔的生成,而以此法合成的磁性固体酸具有高比表面积和酸强度,并且具有易分离性,高催化活性和循环稳定性。
以富氮的湿地植物蒲草为原料,通过快速热解和KOH活化的方式,合成氮掺杂的多孔碳材料,并将其作为超级电容器的电极材料,研究其电化学储能特性。结果显示,合成的氮掺杂多孔碳材料比表面积可达到3000m2/g以上,具有良好的电容性能,其比电容最大能达到257F/g,并且具有优异的循环稳定性,可以稳定循环使用6000次。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国科学技术大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2014【分类号】：X131;X505【目录】：
摘要5-7ABSTRACT7-14第一章 文献综述14-52 1.1 概述14-15 1.2 生物质的基本组成及其热解机理15-19 1.3 生物质热解过程的影响因素19-21 1.4 生物油的品质提升：过程及机理21-28
1.4.1 生物油的物理提质方法22-23
1.4.2 生物油的催化化学提质方法23-28 1.5 生物质热解过程中污染物的迁移,转化和分布28-30 1.6 生物质基功能碳材料的制备及其应用30-33 1.7 研究目的,意义及主要内容33-34
1.7.1 研究目的和意义33-34
1.7.2 主要研究内容34 参考文献34-52第二章 生物质表面化学修饰强化污染物去除及其机理研究52-72 2.1 概述52-53 2.2 实验部分53-55
2.2.1 实验材料53
2.2.2 生物质的表面化学修饰53
2.2.3 组成和结构表征53-54
2.2.4 铅的吸附实验54-55 2.3 结果与讨论55-67
2.3.1 蒲草生物质的化学修饰55-56
2.3.2 结构和组成表征56-59
2.3.3 EDTA修饰生物质的重金属强化去除性能59-60
2.3.4 表面化学修饰对重金属强化去除机理研究60-67 2.4 小结67 参考文献67-72第三章 生物质快速热解过程中污染物的迁移转化及其机理72-114 3.1 铅污染生物质快速热解过程中铅的迁移转化及其机理研究72-79
3.1.1 概述72
3.1.2 实验部分72-74
3.1.2.1 实验材料72-73
3.1.2.2 铅污染生物质的快速热解73
3.1.2.3 热解产物分析73-74
3.1.3 结果与讨论74-78
3.1.3.1 铅污染生物质的热解74-76
3.1.3.2 铅污染生物质快速热解方法技术经济评价76-78
3.1.4 小结78-79 3.2 湿地植物生物质快速热解过程中氮磷营养元素的迁移转化79-89
3.2.1 概述79
3.2.2 实验部分79-81
3.2.2.1 实验材料79-80
3.2.2.2 湿地植物生物质快速热解80
3.2.2.3 热解产物分析80-81
3.2.3 结果与讨论81-89
3.2.3.1 湿地植物热解过程及产物分析81-85
3.2.3.2 热解过程氮磷元素的迁移转化过程及其机理研究85-89
3.2.4 小结89 3.3 生物质和废弃电子垃圾塑料共热解过程中溴化阻燃剂的分解转化机理探索89-106
3.3.1 概述90-91
3.3.2 实验部分91-93
3.3.2.1 实验材料91-92
3.3.2.2 生物质和WEEEs塑料共热解92
3.3.2.3 分析和表征92-93
3.3.3 结果与讨论93-105
3.3.3.1 热解进料的基本性质分析93-94
3.3.3.2 生物质和WEEEs塑料的共热解过程及影响因素94-97
3.3.3.3 WEEEs塑料热解过程中溴化阻燃剂的分解机97-105
3.3.4 小结105-106 参考文献106-114第四章 生物质热解液体产物的品质提升及其机理研究114-142 4.1 常温常压下零价金属对生物油的品质提升及其作用机制研究114-124
4.1.1 概述114-115
4.1.2 实验部分115-116
4.1.2.1 材料115
4.1.2.2 生物油模型化合物的零价金属加氢反应115-116
4.1.2.3 零价金属用于实际生物油体系的加氢反应116
4.1.3 结果与讨论116-124
4.1.3.1 不同零价金属对生物油模型化合物的加氢反应及其机理116-119
4.1.3.2 生物油品质提升前后的性质分析119-121
4.1.3.3 零价金属锌对生物油品质提升过程机制探讨121-124
4.1.4 小结124 4.2 快速热解铜负载生物质选择性提高生物油的品质124-136
4.2.1 概述124-125
4.2.2 实验部分125-126
4.2.2.1 材料125
4.2.2.2 铜负载生物质的快速热解125
4.2.2.3 产物的分析与表征125-126
4.2.3 结果与讨论126-136
4.2.3.1 铜污染生物质的热解行为及其影响机制126-129
4.3.2.2 金属铜对生物油的化学组成和性质的影响及其作用机制129-133
4.2.3.3 铜在热解过程中的分布,迁移,转化及回收133-136
4.2.4 小结136 参考文献136-142第五章 生物质热解制备功能碳材料及其在环境、催化和能源方面的应用基础研究142-192 5.1 MgCl_2负载生物质热解制备介孔碳支撑的纳米氧化镁材料及其对CO_2捕集性能研究142-154
5.1.1 概述142-143
5.1.2 实验部分143-144
5.1.2.1 实验材料143
5.1.2.2 介孔碳稳定的氧化镁纳米材料的合成143
5.1.2.3 mPC-MgO材料的结构和组成表征143-144
5.1.2.4 mPC-MgO的CO_2捕集性能144
5.1.3 结果与讨论144-154
5.1.3.1 mPC-MgO的合成过程及机理145-146
5.1.3.2 mPC-MgO的结构和组成表征146-149
5.1.3.3 mPC-MgO的CO_2捕集性能评价149-152
5.1.3.4 mPC-MgO的CO_2捕集机理分析152-154
5.1.4 小结154 5.2 生物质快速热解制备碳基磁性固体酸材料及其催化性能评价154-165
5.2.1 概述154-155
5.2.2 实验部分155-157
5.2.2.1 磁性多孔碳基固体酸材料的合成155-156
5.2.2.2 材料表征156
5.2.2.3 固体酸催化剂的性能评价156-157
5.2.3 结果与讨论157-164
5.2.3.1 磁性固体酸材料的合成过程及结构表征158-162
5.2.3.2 磁性固体酸材料的催化性能评价162-164
5.2.4 小结164-165 5.3 快速热解碳化法从富氮湿地植物生物质制备氮掺杂多孔碳材料及其电化学储能性能研究165-179
5.3.1 概述165-166
5.3.2 实验部分166-167
5.3.2.1 材料166
5.3.2.2 氮掺杂多孔碳材料的合成166
5.3.2.3 结构表征166-167
5.2.3.4 电化学性能测试167
5.3.3 结果与讨论167-179
5.3.3.1 材料合成过程中氮元素的迁移转化过程及其机理167-171
5.3.3.2 材料的结构表征171-174
5.3.3.3 材料的电容性能评价及其作用机制探索174-179
5.3.4 小结179 参考文献179-192第六章 全文总结192-196致谢196-198博士在读期间取得的研究成果198-200
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京公网安备75号尿素热解法脱硝系统自动控制调节回路--《电站系统工程》2014年02期
尿素热解法脱硝系统自动控制调节回路
【摘要】：集中控制系统在SCR烟气脱硝装置中的广泛应用为脱硝系统自动控制调节回路的实现提供了基础。脱硝效率自动调节是脱硝自动调节的重点,准确计算脱硝还原剂耗量是实现这一自动的关键所在。自动控制调节回路的应用可以一定程度上降低运行操作的劳动强度,并大大降低了人为误操作的风险,有利于脱硝系统的稳定运行。通过对脱硝系统主要自动控制回路的介绍,对控制调节回路的主要作用、实现途径、调节手段进行了相关阐述。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：X701【正文快照】：
随着新的火电厂污染物排放标准的颁布实施,火电厂进行烟气脱硝改造已势在必行,现有工业烟气脱硝技术中,SCR烟气脱硝技术因具有脱硝率高、运行稳定等特点而被广泛应用[1~3]。SCR脱硝工艺中还原剂通常可采用液氨、氨水以及尿素,其中尿素热解法由于运输、使用安全的显著优点,是
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【参考文献】
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李峰;王立;高富春;;[J];热力发电;2009年05期
刘晓敏;;[J];热力发电;2012年07期
曹志勇;谭城军;李建中;金东春;陆建伟;陈彪;;[J];中国电力;2011年11期
【共引文献】
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魏志奇;;[J];科技传播;2011年11期
王静;;[J];科技风;2012年04期
陈卓;安恩科;;[J];能源研究与信息;2010年04期
袁玮;;[J];科技风;2012年06期
王鑫;陈城;李富宝;闫淑梅;;[J];吉林电力;2012年06期
咸士龙;;[J];机电信息;2013年06期
盖东飞;张力;张雷;卢伟;;[J];华电技术;2012年11期
武宝会;崔利;;[J];热力发电;2013年10期
郭杨阳;司占博;万江龙;刘畅;龙焱祥;王斌;;[J];天津航海;2013年03期
陈阳;;[J];中国高新技术企业;2012年18期
中国重要会议论文全文数据库
张玉华;张亚平;杨林军;;[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集（第五卷）[C];2013年
中国硕士学位论文全文数据库
刘学义;[D];北京化工大学;2010年
于文清;[D];华北电力大学;2012年
王瑜;[D];华北电力大学;2013年
罗啸;[D];中国舰船研究院;2013年
韩磊磊;[D];华北电力大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
王立;贺悦科;;[J];华北电力技术;2009年02期
赵宗让;;[J];中国电力;2005年11期
朱林;吴碧君;段玖祥;曹林岩;刘汉强;赵禹;曹莉莉;;[J];中国电力;2009年08期
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彭军辉;王金元;;[J];中国环保产业;2007年01期
赵冬贤;刘绍培;吴晓峰;孟德润;;[J];热力发电;2009年08期
刘向东;闵守军;;[J];陕西电力;2009年10期
王晨;;[J];中国高新技术企业;2009年21期
唐志成;李振华;;[J];上海环境科学;1987年02期
唐全胜;;[J];电工技术;2003年05期
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杨菁;;[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2007年03期
赵创宇;;[J];山西焦煤科技;2009年S1期
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郭跃平;杨辉;;[A];第七届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2006年
罗玉辉;李国亮;;[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十四届焦化学术年会论文集[C];2008年
陈文根;宋振先;赵一鸣;;[A];中国水污染防治技术装备论文集（第五期）[C];1999年
程抗;王祖武;韩旭;余福胜;周家勇;李雄浩;车垚;杨毅;周烨;;[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第二卷）[C];2009年
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李桂生;[N];中国环境报;2009年
沈书荣 于龙根;[N];中国建材报;2009年
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请问有搞尿素热解或水解制氨的吗？流程是什么？
本人来自浙大热能研究所，从事脱硝设计近5年，擅长SNCR投标、设计，采购，安装指导，调试等，如有需要请联系，或站内短我。 QQ群：（是群哦） E-mail：
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TA的每日心情怒 11:09:13签到天数: 268 天[LV.8]以坛为家I星币2324 元0 贡献6 点精华0帖子
这个属于环保公司设计的范围内~~~
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TA的每日心情郁闷 20:19:45签到天数: 7 天[LV.3]偶尔看看II星币4 元0 贡献20 点精华0帖子
我有尿素热解方案及计算书
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TA的每日心情无聊 17:33:06签到天数: 62 天[LV.6]常住居民II星币981 元0 贡献14 点精华0帖子
我们公司就有自主研发的尿素热解的专利技术，已经在北京、武汉有多个工程业绩。有需要了解的请加QQ
脱硫脱硝技术交流群
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国内有两家：福泰克和洛卡，目前采用比较普遍，一般都是尿素热解
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不错的东西，值得看！
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TA的每日心情擦汗 10:14:09签到天数: 1 天[LV.1]初来乍到星币415 元0 贡献15 点精华0帖子
一般常用的尿素热解制氨法~~~
网上有很多相关的资料。
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现在尿素热解 和尿素水解 用的都挺多的，前些年尿素热解多一点，最近几年尿素水解多一年，目前热解主要为美国福泰克和北京洛卡公司供货，水解主要为美国wahlco和成都锐思环保供货。热解的优势是业绩多，水解据我前几天的了解，目前有50多个案例，水解的优势是节能，目前初投资差不多，2×300MW机组，二者的初投资都在万，运行费用，采用尿素水解可以比尿素热解每年节约300~500万的运行电费。热解啥都好，就是耗电太吓人了。
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好帖要顶,楼主的头像还是不错滴
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&京公网安备：&&尿素热解法脱硝：1kg尿素可以制出多少kg氨气?还原1kg NOx需要多少kg氨气?
阿谓丶0740
目前脱硝设计一般都采用的数值是尿素1.76KG左右可以热解或水解生成1KG的氨气,你可以换算一下.在脱硝催化剂的作用下,SCR技术的主要化学反应为：2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O；4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O.用化学化合置换计算：还原单位体积NOX大约需要2/3单位体积NH3,用分子量代入就可以换算质量了.有点懒,就不帮你计算结果了,还要麻烦你自己再换算一下!
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尿素热解脱硝法热解炉的加热方法
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C01C1/08,C01C1/00,F22B1/18,F22B1/00,F23J15/00,C,F,C01,F22,F23,C01C,F22B,F23J,C01C1,F22B1,F23J15,C01C1/08,C01C1/00,F22B1/18,F22B1/00,F23J15/00
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发明（设计）人：
白秀森,张文毅
主申请人地址：
100031 北京市西城区复兴门内大街4号（华能大厦）
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北京弘权知识产权代理事务所(普通合伙) 11363
陈蕾,许伟群
国别省市代码：
一种尿素热解脱硝法热解炉的加热方法，其特征在于，所述方法包括：当燃气－蒸汽联合循环机组稳定运行后，判断余热锅炉的状态是否达到预定供热条件；当余热锅炉达到预定供热条件时，使用高温风机抽取所述余热锅炉内的烟气对热解炉进行加热，使所述热解炉的尾部出口温度逐渐升高至380℃；当所述燃气－蒸汽联合循环机组停机后，将所述热解炉的温度降至预设温度。
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