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降低循环流化床锅炉烟气
NOx
排放技术研究
成果介绍 成果名称:降低循环流化床锅炉烟气NOx排放技术研究 成果参与单位:华北电力大学、中石化洛阳技术研发中心 成果完成人:常剑、齐文义、王体朋、陆强、陈千惠、李小苗、黄延召、郝代军、孟学峰、邓向军 知识产权情况:成果对应发明及实用新型专利1项,已形成完整知识产权体系 随着NOx排放标准的日益严苛,低NOx燃烧+SNCR+SCR(或臭氧脱硝)配置已经成为常态,严重削弱了循环流化床锅炉低成本污染物治理的优势。本研究在明确循环流化床锅炉NOx形成演化机制与CO原位催化还原脱除机理的基础上,确定关键污染物NOx与CO、炭质颗粒的时空分布与变化规律,确立专用脱硝催化剂的主要反应区域,构筑与CO和炭质颗粒原位脱硝反应高度协同匹配的催化剂和传递环境。开发适于循环流化床锅炉的脱硝催化剂,加入锅炉炉膛内部,利用燃料燃烧产生的CO和炭质颗粒原位脱除烟气中的NOx,高强度、粒度适宜的催化剂颗粒随循环灰在系统内循环,可以提高催化剂的使用效率,降低脱硝成本。 与现有脱硝技术相比,该技术具有操作流程短、使用方便、脱硝成本低的优势。为进一步验证本技术在不同尺度规模工业装置上的脱硝性能,需寻求再次工业验证装置。 创新点 1、基于循环流化床锅炉烟气NOx的生成与转化机理,提出了通过向循环流化床锅炉燃烧室内加入脱硝催化剂颗粒、利用循环流化床锅炉自身具有的特殊还原气氛、原位将烟气中的NOx催化还原为N2的技术路线。 2、基于循环流化床流动和热质传递特性,研究开发了一种脱硝催化剂,催化剂具有适宜的堆积密度、粒度分布和强度,使其在循环流化床循环燃烧过程中具有较高的保留度,降低了催化剂的用量,单位脱硝成本相对较低。 3、首次在工业规模220t/h循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验,脱硝效率达到50%~70%,实现了该装置NOx的超低排放。 市场前景 2022年在中石化九江分公司220t/h工业规模循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验,脱硝效率达到50%~70%,在停止SNCR喷氨和降低30%左右的臭氧的情况下,实现达标排放。 应用案例 据统计,全国大大小小的CFB锅炉超过3000台。日益严格的环保标准促使更多企业加大在环保方面的投入,但严峻的经济形势也会使企业在环保投资方面更加理性,能满足环保要求、经济上合算的技术将越来越受到人们的重视。低NOx燃烧+SNCR+SCR(或LoTOx)等是目前降低CFB锅炉烟气NOx排放的主要技术,但存在运行成本高、运行周期短等缺陷。 采用炉内脱硝催化剂的方法,在燃料燃烧过程中将NOx原位转化成N2,脱硝成本低、不会产生二次污染,具有良好的经济效益和社会效益。
华北电力大学
2023-07-13
富氧
燃烧
高效低成本运行关键技术与示范
【研究背景】 我国以煤为主的能源禀赋决定了煤电将会在未来一段时间内充当托底角色,燃煤发电过程中产生的CO₂作为主要碳排放源,成为了“2030碳达峰、2060碳中和”愿景目标的现实约束。开发具有大规模CO₂捕集功能的新型低碳燃烧技术是实现“双碳”目标的关键。其中,富氧燃烧技术采用空分系统所产生的氧气(纯度>95%)代替助燃空气,同时采用烟气再循环调节炉膛内的介质温度和传热特性,实现烟气中CO₂高浓度富集,便于CO₂的分离与捕集,是最具发展前景的规模化碳捕集技术。 【成果介绍】 本成果提出了一种富氧燃烧高效低成本运行关键技术与其对应示范装置。着眼于发展经济、安全和可靠的富氧燃烧技术需求,本成果重点围绕两个关键科学技术问题: (1)基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧火焰组织、传热调控与污染抑制原理; (2)基于静/动态仿真的富氧燃烧系统集成优化和控制技术,组织共性技术研发和工程示范。 本成果建立了常压与加压富氧燃烧条件下的分级燃烧、传热和污染物控制理论,开发了常压富氧燃烧的分级燃烧系统,研制了加压富氧燃烧的燃烧、换热及返料等关键装备,突破了酸性气体共压缩纯化等共性关键技术,掌握了常压富氧燃烧的系统集成、优化与控制方法,并提升富氧燃烧大型化设计能力。 其中,运用富氧压缩S/N/Hg一体化脱除技术,SO₂/NOx/Hg脱除率分别达到99%,93%和98%;35MWth富氧燃烧工业示范连续运行168h,锅炉燃烧效率90.68%,烟气中CO₂浓度71-82%,NOx浓度(等效空气燃烧)110mg/Nm³。相比空气工况,富氧工况下脱汞效率(以ESP前为基准)和ESP除尘效率进一步提升。 图2 应城35MWth富氧燃烧工业示范系统及现场实时运行 【技术优势】 与现有的其它碳捕集技术,包括燃烧前、燃烧后碳捕集技术,富氧燃烧碳捕集技术的改造成本更低,系统效率更高、生成成本更低、投资与碳减排成本更低。 【技术指标】 【资质荣誉】 获日内瓦国际发明展金奖(2017)、国际自动化学会电力工业设施奖(2017)、湖北省技术发明一等奖(2018)。
华中科技大学
2023-07-19
石油化工
低
碳转型发展论坛在青岛举办
10月13日,石油化工低碳转型发展论坛在山东青岛召开。
中国高等教育学会
2023-11-07
中国高等教育学会关于召开石油化工
低
碳转型发展论坛的通知
为推进石化行业绿色发展、低碳转型,完善能源科技协同创新机制,助力培养行业所需拔尖创新人才,建立跨领域、跨学科的创新联合体,形成协同攻关合力。经研究,中国高等教育学会决定举办石油化工低碳转型发展论坛。
中国高等教育学会
2023-09-22
研究揭示双加氧酶的
低
复杂度结构域调控DNA氧化去甲基化
该研究揭示了Tet双加氧酶催化活性中心的一个低复杂度结构域(Low complexity domain,LCD)介导该家族蛋白的酶活负调控,阐述了LCD保护卵母细胞甲基化组免受过度氧化的重要作用,显示DNA甲基化谱式的正常建立对于哺乳动物发育至关重要。
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心
2024-01-08
宽带矢量信号发生
器
(一)项目背景 通用通信测量仪器 (二)项目简介 研制自主知识产权的通用矢量信号发生仪器,设备采用软硬结合的 1U 可扩展机箱结构,核心 模块通过 FPGA 实现,具有更大自由度、低成本、易于应用等优势,配套软件同时具备教学功能。功能及性能具有以下鲜明特点: ·可支持自适应编码调制(ACM)测试(随机模式,轮询等) ·支持多载波信号测试(不同带宽、任意载波间隔) ·支持多种信道失真模拟 ·支持突发间隔随机以及长度可变的测试模式;处理 IQ 基带带宽最大 1G 以上; ·支持2.4ksps~800Msps符号率范围,精度 1Hz; ·支持标准 DVB-S2、S2X 信号 (三)关键技术 支持任意速率的高精度并行数字内插技术; 基于超帧的自适应编码调制实现技术;
西安电子科技大学
2023-08-08
内窥镜集成用气体传感
器
的开发
近年来,随着我国人口老龄化、工业化、城镇化的进程逐渐加快,加上慢性感染、不健康生活方式、环境暴露等原因,我国癌症发病仍处于逐渐上升态势。根据国家癌症中心2020年度工作报告,胃癌和结直肠癌在男性癌症发病排名中位于第三和第四,而在女性癌症发病排名中排名第三和第五。根据国际癌症研究机构(International Agency For Research On Cancer)编制的GLOBOCAN 2020癌症发病率和死亡率估计,肺癌仍然是癌症死亡的主要原因,估计有180万人死亡(18%),其次是结直肠癌(9.4%)、肝癌(8.3%)、胃癌(7.7%)和女性乳腺癌(6.9%)[2]。所以胃肠道疾病的早期筛查仍是卫生部防治工作的重要任务。而目前将气体传感器集成到内窥镜,实现肠道监控的实时监控的相关设备和研究还未见报道。 相关技术指标:本项目主要从事肠道监控用气体传感器器件、无线传输及相关无线互连电子技术的研发、生产和产业化,核心技术体现在三个方面:1) 气体敏感材料的选择及制备;2) 气体传感器的设计和开发;3) 传感器与内窥镜探头的集成、加工、测试和封装的能力。 技术创新点: (1)制备出形貌可控的ZnO或WO3与石墨烯的复合材料; (2)制备出可低温检测(80 oC)、灵敏度高、脱附时间<200s的石墨烯基气体传感器; (3)实现器件与内窥镜探头集成,克服人体环境对传感器精度的影响。
上海理工大学
2023-07-18
多通道GHz近红外单光子探测
器
基于InGaAs-APD的超灵敏高速光电探测模块,探测波段覆盖900 -1700 nm,探测效率最高可达25%。采用先进的正弦频谱滤波技术,支持GHz以上的单光子探测。此外,得益于先进的噪声抑制和弱信号处理技术,GHz 单光子探测器在如此高的工作频率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗计数水平,以及小于5%的后脉冲概率。而多通道GHz单光子探测器的集成,可实现高速的光子数可分辨探测,拓展量子探测器的动态范围。 相关技术指标: 通道数: ≥4 工作频率:1-2.5GHz 探测效率:1-25% 连续可调 暗计数: 工作频率1-1.5GHz:≤ 5×10-6/pulse 工作频率2-2.5GHz:≤ 1×10-5/pulse 后脉冲: ≤ 5% 死时间: 3 ~ 10 ns (暗计数后脉冲指标均在10%探测效率下测得) 技术创新点: 国际上首次提出“一种低时间抖动低噪的吉赫兹单光子探测方法”,通过频谱分析的方法将低通滤波和平衡相结合,实现了高速高性能InGaAs APD单光子探测,被国内外单光子探测领域的专家同行广泛引用。基于该技术所研制的GHz单光子探测器通过华东电子测量仪器研究所光电计量校准中心(国防科技工业光电子一级计量站)鉴定检测,性能指标达到国际同类仪器先进水平。“单光子探测关键技术与仪器开发”获2012年上海市科技发明二等奖(第十完成人)此外,在此基础上,将室温单光子探测的速率提升到GHz以上,与国际水平相对比,工作频率提升到了1.5GHz,后脉冲误计数概率亦有所下降,探测效率为21%时,后脉冲概率仅为1.4%。
上海理工大学
2023-08-08
一种宽电压增益直流变换
器
在包含光伏、燃料电池或电动汽车等直流源荷并网的直流系统中,网侧母线电压较为恒定,而源侧或负荷侧直流端口运行电压范围较宽,为实现系统整体高效运行,需要适应宽电压运行范围的直流变换器。 本成果结合效率优化控制和拓扑重构提出一种适用于宽电压运行场景的T型双变压器直流变换器。新型宽电压增益直流变换器具有多种运行模式,在改善电压匹配度提升运行效率的同时,还具有桥臂冗余功能,从而提升变换器可靠性。 创新点 1、新型变换器在宽电压运行范围内具有较高变换效率。通过变压器切换匹配输入输出电压,使得变换器在较宽的输入电压范围高效运行。 2、具有桥臂冗余功能,适用于对可靠性要求较高的场合。变换器具有多个冗余工作模式,在部分器件失效的条件下,可以选择冗余模式继续运行,提高了系统可靠性。 3、基于矢量图解法提出了TDT-DAB效率优化控制方法,并提出基于单移相控制的运行模式切换方法,控制复杂度低。
华北电力大学
2023-08-03
基于遗传优化的集成光子带通滤波
器
设计方法
随着包括5G通讯、物联网在内的新型产业的兴起,在实际应用中对于高速、低损耗的信息处理系统的需求与日俱增。传统的电子器件受摩尔定律的限制,在储存密度和运算速度的突破上均面临瓶颈,并且进入“ 后摩尔时代”,电子器件不可无限制地进行集成。器件的尺寸越小,量子效应越明显,集成的困难就越大。作为摩尔定律的延续,人们提出一种极具潜力的设计——光子芯片。相较于传统的电子芯片,光子芯片的巨大优势之一是光子之间无相互作用力,可以大大降低系统的功耗,增大信息传输的带宽。因此,光子芯片可以在数据通信、高性能计算和传感技术上有重要的应用。 带通滤波器是一种信号前端处理器件,是光子芯片集成的重要元器件之一。它可以有效抑制不需要波段的信号,仅允许目标波段通过,这在信号处理领域具有广泛的应用。然而,目前带通滤波器在光子集成器件领域少见报道。传统方法大多依赖经验以及物理启发进行结构设计和参数优化,需要耗费大量资源,器件的性能有局限性。相较于传统的设计方法,利用算法设计纳米光子学器件具有普适性和高效性。通过采用恰当的算法进行优化,可以有效提高设计效率,优化器件指标,避免出现局部最优的情况,找到性能最优的器件。 图1.带通滤波器扫描电镜图
北京理工大学
2023-07-10
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