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2020年第41卷第5期

    厂界环保岛与数字孪生技术

  • “厂界环保岛与数字孪生技术”专题特约主编寄语

    2020, 41(5): 461.
      
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    更新时间：2025-07-04

  • 面向智能发电的数字孪生技术及其应用模式

    房方, 张效宁, 梁栋炀, 王庆华
    2020, 41(5): 462-470. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20075
    摘要：发电过程作为电力系统的重要组成部分，其智能化建设是推进我国能源电力转型发展的重要方向。结合数字孪生技术的研究发展现状及发展趋势，剖析了智能发电的概念与体系，并给出面向智能发电的数字孪生定义，通过功能映射，构建了智能发电系统的数字孪生架构。提出了在智能发电系统中部署数字孪生技术的一般性方法，对数字孪生技术的应用领域和应用模式进行了归纳，分析了应用过程中面临的主要技术挑战。研究结果可为数字孪生技术在发电领域产业化发展提供理论和方法参考。  
    关键词：智能发电;数字孪生;应用架构;数据驱动  
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    更新时间：2025-07-04

  • NH3对SCR催化剂Hg0催化氧化性能的影响

    翁麒宇, 李端乐, 禚玉群
    2020, 41(5): 471-479. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20059
    摘要：作为我国主要的汞污染源之一，燃煤电厂汞污染物排放控制是我国环保标准的要求。通过改性SCR催化剂和卤化物添加等方法将Hg0氧化为Hg2+，进而通过后续设备进行脱除，是提高汞脱除率的有效方法。但对我国而言，这类结合现有环保设备的联合脱除方法都面临着SCR入口高浓度NH3的抑制作用。为此，基于文献调研，总结了NH3对SCR催化剂Hg0氧化性能的影响，以及卤素存在条件下NH3对Hg0氧化性能的影响，分析了改性催化剂及卤化物添加对Hg0氧化率的提高机理，进而对应地分析了NH3对Hg0氧化的抑制机理。研究结果为实际燃煤电厂提高SCR设备Hg0氧化率提供了参考。  
    关键词：燃煤电厂;Hg0氧化;SCR催化剂;卤化物  
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    更新时间：2025-07-04

  • 不同晶型Fe2O3催化H2O2湿法脱硝的实验研究

    秦阳, 潘卫国, 郭瑞堂, 郭德宇, 张中伟, 周柒
    2020, 41(5): 480-488. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20069
    摘要：研究了以α-Fe2O3、β-Fe2O3和γ-Fe2O3为催化剂的类Fenton试剂溶液氧化吸收NO的过程，分析了3种Fe2O3的晶相结构和表面性质对NO脱除效率的影响机理。脱硝性能测试结果表明：γ-Fe2O3的活性最好，在H2O2浓度为1.5 mol/L、催化剂浓度为20 mmol/L、pH值为5以及反应温度为55℃等条件下，γ-Fe2O3的脱硝率可达87.5%。机理研究表明：3种Fe2O3催化H2O2分解湿法脱除NO的反应发生在催化剂表面，反应过程中存在氧化还原循环，H2O2催化分解的主要产物是·OH。活性差异分析结果表明：Fe2O3的晶相结构和表面性质对NO的脱除效果具有显著的影响，γ-Fe2O3的活性最高是由于比表面积大、分散性高和表面的Fe2+含量更多，而β-Fe2O3的活性高于α-Fe2O3是由于表面的氧空位含量更多。  
    关键词：湿法脱硝;Fe2O3;·NO;H2O2;氧空位  
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    更新时间：2025-07-04

  • 燃煤烟气中Hg迁移转化特性研究

    安晓雪, 苏胜, 向军, 黄见勋, 许积庄, 王乐乐, 汪一, 胡松, 尹子骏, 王中辉
    2020, 41(5): 489-496. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20079
    摘要：研究了300 MW煤粉锅炉系统选择性催化还原（selective catalytic reduction，SCR）、低低温电除尘器、海水脱硫、湿式电除尘器等超低排放设施在不同工况、不同煤种情况下的Hg迁移特性和脱除能力。结果表明：各工况下总汞排放浓度为1.16~2.90 μg/m3。最终排入大气中的汞主要以单质汞存在，还有少量氧化态汞，颗粒态汞被全部脱除；汞主要是在海水法烟气脱硫中被去除的，低低温电除尘器、海水脱硫、湿式电除尘器对总汞平均脱除率分别为25%、62%、37%；Hg2+占比是影响烟气中汞脱除效率的关键，气相中较高的Hg2+份额有利于在电除尘器和海水脱硫装置中获得较高的脱除效率；在该配备SCR脱硝、低低温电除尘器、海水脱硫、湿式电除尘器等超低排放设施的300 MW煤粉锅炉电厂中，总汞平均脱除率约为83%，能够实现较大程度的汞脱除。  
    关键词：燃煤电厂;汞;烟气;迁移转化;超低排放  
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    更新时间：2025-07-04

  • 燃煤电厂脱硫废水及污泥中重金属污染物控制研究进展

    韩卫博, 卞双, 汪涛, 王家伟, 张永生, 潘伟平
    2020, 41(5): 497-509. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20064
    摘要：燃煤发电中常采用湿法烟气脱硫技术，该工艺会产生含有重金属污染物的脱硫废水和污泥，潜在环境危害性强，需谨慎处理。介绍了燃煤电厂脱硫废水和脱硫污泥的产生来源、成分组成、重金属污染物含量水平和排放处置标准，对沉淀法等脱硫废水重金属处理技术和脱硫污泥重金属去除及固化技术的原理、优点、适用性和局限性进行总结对比分析。脱硫废水重金属控制方法中，目前普遍使用的三联箱工艺难以满足日益严格的排放标准，需进行改进；吸附法、微生物法等新型方法也因成本和技术等问题而难以普及；零排放技术因其无污染的特性将逐渐成为研究和推广的主流。脱硫污泥重金属控制方法大多仍处于研究中，化学修复和药剂固化方法因效果好、适用性强将逐渐在电厂生产实践中推广。  
    关键词：燃煤电厂;脱硫废水;脱硫污泥;重金属  
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    更新时间：2025-07-04

  • 火电机组脱硫超低排放运行能耗分析与节能运行展望

    邱国华, 魏宏鸽, 梁秀进, 李壮, 王丰吉, 朱跃
    2020, 41(5): 510-516. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20040
    摘要：完成超低排放改造后，脱硫系统运行能耗大幅增加，脱硫厂用电率平均值为1.40%，折合供电煤耗约为4.4 g/（kW·h）。随着火电企业经营压力加重，超低排放运行时必须同时兼顾节能和减排双重目标。基于此，选取了33台不同工艺（单塔、双塔）的600 MW级机组作为研究对象，从脱硫厂用电率和单位脱硫能耗2方面分析了运行能耗情况，并重点分析了能耗影响因素。最后，从开展能效对标管理、脱硫系统运行优化、关键设备节能改造、浆液品质把控、精细化检修、合理使用脱硫添加剂等角度，对脱硫运行节能进行了展望。  
    关键词：脱硫厂用电率;单位脱硫能耗;能效对标;运行优化  
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    更新时间：2025-07-04

  • 燃煤电厂烟气非常规污染物检测与协同控制技术研究综述

    洪志刚, 张杨, 刘永生, 朱跃
    2020, 41(5): 517-526. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.19145
    摘要：随着国家环保要求的不断提高，为响应国家可持续发展政策的号召，燃煤烟气非常规污染物控制已逐步提上日程。研究人员不再把精力集中于常规污染物的脱除，而是逐渐开展对非常规污染物（如SO3、Hg、可凝结颗粒物等）脱除的研究。基于燃煤电厂烟气非常规污染物的特性，分析了当前各种非常规污染物的检测技术优缺点及适用条件，以及在新的环保形势下，各种环保设备协同控制非常规污染物的研究现状，为下一步开展燃煤电厂非常规污染物控制技术研究提供参考。  
    关键词：燃煤电厂;烟气;非常规污染物;检测;控制  
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    更新时间：2025-07-04

  • 660 MW燃煤机组瞬态过程NOx生成及脱除特性

    范江, 张双平, 孟宇, 陈伟雄, 严俊杰
    2020, 41(5): 527-535. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20038
    摘要：燃煤机组为完成电网负荷调峰任务，锅炉负荷长期频繁波动，对氮氧化物的生成及脱除效果有显著影响。以某660 MW燃煤机组瞬态过程氮氧化物的生成及脱除特性为研究目标，建立了机组瞬态过程氮氧化物生成预测模型，开展了变负荷过程中氮氧化物生成预测研究。针对燃煤机组变负荷过程燃烧器切换的特点，发现新增燃烧器的负荷点越高时，越能有效避免氮氧化物的生成值增大。另外，分析了选择性催化还原（selective catalytic reduction，SCR）动态特性，分别研究了SCR入口氮氧化物浓度、喷氨浓度、烟气流速和反应温度等阶跃变化对氮氧化物脱除的动态特性影响，为后续瞬态过程喷氨优化控制逻辑提供参考。  
    关键词：燃煤机组;NOx生成预测;选择性催化还原(SCR)脱硝;瞬态过程  
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    更新时间：2025-07-04

  • 燃煤电厂脱硫废水辅助煤电解制氢

    刘建忠, 陈聪, 孙志昊, 吴靖风, 王晓俊
    2020, 41(5): 536-542. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20049
    摘要：燃煤电厂脱硫工艺产生的脱硫废水具有高盐分、腐蚀性和结垢性等特点，是电厂废水处理中最难的一个环节。基于H型电解池对脱硫废水及其辅助煤电解的特性进行了研究，在脱硫废水资源化利用的同时吸纳燃煤电厂的过余电力。结果表明：脱硫废水经过酸化后电解性能明显高于水，可以降低电解制氢的电耗；仅脱硫废水不能促进煤的电氧化，仍需要添加部分铁离子作为催化剂，但未经酸化的脱硫废水可以促进铁离子的催化作用，从而进一步降低电解制氢的电耗。基于此，提出了酸化处理、直接利用和添加煤粉3种可能的电解脱硫废水制氢的工艺手段。  
    关键词：燃煤电厂;电解制氢;脱硫废水;电解煤;储能;水煤浆  
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    更新时间：2025-07-04

  • 湿法烟气脱硫塔能效特性研究

    冷亚娟, 胡蕊, 崔琳, 董勇
    2020, 41(5): 543-551. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20076
    摘要：针对湿法烟气脱硫能效规律欠缺问题，以150 MW超低排放机组湿法脱硫塔为研究对象，基于脱硫设备的主要能耗和脱硫效率构建了脱硫能效指标——脱硫能效值，并采用数值模拟和理论分析相结合的方法，探究了液气比、入口烟气量、烟气流速、入口SO2质量浓度、烟气温度等参数以及不同喷淋层组合方式对脱硫能效特性的影响规律。结果表明：脱硫能效值为0.22~0.96 kg/（kW·h），并随入口SO2质量浓度增加呈正比例变化，随喷淋层组合数、液气比和入口烟气温度增加呈反比例变化，随入口烟气量和塔内烟气流速增加先上升后下降。研究结果可为脱硫技术评价和脱硫系统节能运行提供参考。  
    关键词：湿法脱硫塔;数值模拟;脱硫能效值;能效指标规律  
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    更新时间：2025-07-04

  • 生物质与生活垃圾共气化过程重金属的迁移转化规律

    葛金林, 肖海平, 闫大海
    2020, 41(5): 552-560. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20060
    摘要：为了研究流化床生物质气化协同处置生活垃圾衍生燃料过程中重金属的迁移转化规律，在湖北某循环流化床气化炉耦合燃煤发电厂进行掺烧试验。研究表明重金属主要赋存于飞灰和炉渣中。空白工况下86.2%的Cr赋存于飞灰中，13.3%于炉渣中；75.5%的Pb在飞灰中，23.8%在炉渣中；79.5%的As迁移至飞灰中，11.7%在炉渣中。RDF工况下75.8%的Cr迁移至飞灰，20.7%迁移至炉渣；44.6%的Pb存在于飞灰中，52%存在于炉渣。协同处置后，重金属在飞灰和炉渣中的分配比例明显发生了变化，飞灰中重金属含量减少12.5%~31.3%，炉渣中重金属增加7.33%~20.1%，气化气的引入改变了炉内重金属的分配情况。协同处置可以有效处理生活垃圾，对固废中的热量进行资源化利用，且出炉物料中重金属含量均低于我国现行标准限值。  
    关键词：气化炉;生活垃圾衍生燃料;重金属;迁移规律  
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    更新时间：2025-07-04

  • 脱硫废水烟气喷射蒸发流动特性实验研究

    吴文庆, 杜小泽, 杨立军
    2020, 41(5): 561-569. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.19152
    摘要：确保喷雾液滴在接触烟道壁面前完全蒸发，是保障电站脱硫废水在锅炉尾部烟道内蒸发处理安全运行的关键。喷雾液滴的破碎、聚并等动力学行为，以及液滴群的粒径分布和速度等因素的影响机制，是喷雾蒸发的主要特性。设计搭建了热态风洞实验台，利用激光粒度分析仪和粒子图像测速仪（particle image velocimeter，PIV），在不同的引射空气压力、喷嘴水流量，以及风速、加热空气温度等条件下，对喷雾液滴群的粒径变化和速度变化进行了测量和分析。实验结果表明：以大液滴形态离开喷嘴的射流在引射气流的携带作用下，因破碎而形成小液滴，而后液滴间聚并效果会显现出来。液滴初始粒径仅与引射气体压力和水流量有关；风速的提高一定程度上会促进液滴间的聚并。提高高压气体压力、温度、风速以及减小水流量均有助于提高液滴群速度，其中提高风速对液滴群的增速效果最为明显。研究结果为喷雾的数值模拟及工程应用改进方向提供了参考。  
    关键词：喷雾蒸发;液滴破碎;液滴粒径;平均速度  
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    更新时间：2025-07-04
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