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期刊信息/Journal information
电力科技与环保
电力科技与环保

朱法华

双月刊

1674-8069

dlhb@chinajournal.net.cn

025-58621817

210031

南京市浦口区浦东路10号

电力科技与环保/Journal Electric Power Environmental Protection
查看更多>>本刊作为宣传电力环保的方针、政策、法律、规定的喉舌和介绍电力环保新成果、新技术、新工艺的园地，为电力环保事业做出了自己的贡献，取得了良好的社会效益，在电力系统内有较大的影响，受到环保工作者的欢迎。
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    氢能产业技术经济性分析及展望

    汪飞喻梦伊陈良勇
    445-454页
    查看更多>>摘要："双碳"目标下，氢能作为清洁能源，辅助电力系统生产，对碳达峰碳中和具有重要的意义。本文介绍了氢能产业链的发展现状、发展意义和应用前景;总结了制氢、储运和氢能应用等环节的技术经济性，着重分析了储运过程中的技术经济性问题，对比气氢长管拖车、罐车运输、管道运输以及航海运输四种不同储运方式的平准化成本，20 MPa气氢长管拖车运输每增加100 km，平准化成本增加3。44 元/kg，30 t/d液氢罐车运输每增加100 km，平准化成本增加0。27 元/kg，氢气管道输送每增加100 km，平准化成本增加0。41 元/kg，而航海运输平准化成本普遍较高。分析表明采用管道的气氢运输储运成本最低，适合长距离、大规模、需求稳定的情景;小型液氢的储运成本最高，主要用于航空航天领域;高压气瓶储氢和高压气氢长管拖车技术成熟，是国内外主流的储运方式，但不适合大规模长距离运输。氢能产业在制氢、储运和氢能应用相关环节依然存在成本高、安全风险及转换效率等各种挑战。未来氢能的发展需在关键技术突破，运行成本降低、相关技术标准制定、政府补贴等方面进行改进，这些改进对大规模氢能时代的制氢、储氢、输氢、分销、应用的成本及市场化趋势有着重要的意义。

    氢能产业链制氢技术储运成本经济性

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    "双碳"目标下煤电机组节能改造技术发展与实践

    程文煜张健熊卓赵永椿...
    455-464页
    查看更多>>摘要：在碳达峰碳中和背景下，煤电行业节能减碳是亟需解决的问题。通过改造案例对煤电机组各种节能改造技术进行了总结分析，重点分析了锅炉和汽轮机优化改造技术对电厂总体节能升级改造的影响。现有的煤电节能改造技术包括机组升温改造和设备升级改造等，关键在于对汽轮机、锅炉及其辅助系统的合理优化。实践证明:提升参数改造技术具有一定节能效果，跨代升级改造可节约发电标煤耗3。5～8。5 g/(kW·h)，必要时需配合汽轮机和锅炉受热面改造;汽轮机提效改造技术节能效果较好，通流改造节约发电标煤耗一般为6。0～10。0 g/(kW·h)，具有较强的可行性;锅炉受热面改造、管道改造的费用要高于通流改造的投资，节约发电标煤耗约3。5～4。5 g/(kW·h);锅炉采用先进余热回收技术可节约发电标煤耗约0。4 g/(kW·h);而先进制粉系统的应用也可大幅提高煤粉分离器效率，使锅炉效率提升0。2%～1。0%。煤电行业未来需注重节能技术与低碳等其他技术之间的耦合应用以及节能降碳评价体系的建设，针对机组特点形成可优化、可评价的节能降碳技术集成方案，支撑煤电行业绿色低碳转型。

    煤电机组节能改造提参数锅炉汽轮机

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    高准确性火电厂CO2排放连续监测系统测点布置的数值模拟研究

    蒙毅刘玺璞牛国平牛拥军...
    465-476页
    查看更多>>摘要：高准确性CO2排放连续在线监测是计量我国火电领域碳排放的重要手段。为改进测点布置方案以提升现有CO2在线监测方法的测量精度，本文以1台新建机组和1台旧机组的原烟道作为模拟对象，采用数值模拟的方法对不同负荷、不同测试断面、不同布点方式下的烟气流场和CO2浓度场进行模拟，结合现场实测结果检验模拟的准确性，以改进CO2排放连续在线监测中的测点布置方式。实测结果表明，2台机组的流速测点均匀布置，测点密度≥1个/m2时，在测试断面不满足GB/T 16157中"烟道监测断面应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向≥6倍烟道直径，以及距上述部件上游方向≥3倍烟道直径处"要求的情况下，测试结果仍能准确反应断面平均速度，误差<2。3%;提升测点密度能有效增加流速测量的精确度;由于CO2在断面分布均匀，仅需布置1～2个CO2测点即可满足测量不确定度的要求，测试误差小于0。5%;机组负荷降低至75%和50%，或测试断面沿流向在2。5 m范围内移动，测试误差均可控制在4%以内。在此基础上，提出了一种非均匀测点布置法，借助数值模拟将测试断面按流速大小划分为若干连续区域，以各区域面积为权重，每个区域内布置较少测点以测试断面流速。该方法每个测试断面上的测点只需6～9个，测试误差小于4%。改进的方法简化了现有的在线监测布点方式。

    碳排放连续在线监测测点布置数值模拟

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    生物质掺混煤粉无焰富氧燃烧燃料氮转化数值模拟

    朱世超郑红宇李鹏飞施国栋...
    477-486页
    查看更多>>摘要：无焰富氧燃烧能在捕集高浓度CO2的同时显著降低了NOx排放，是清洁低碳燃烧技术的前沿发展方向之一。生物质作为一种来源广泛的可再生能源，与煤粉的掺混燃烧可有效减少CO2排放。为探究无焰富氧燃烧模式下生物质掺混煤粉燃料氮转化特性，基于0。58 MW燃烧炉，采用Fluent进行模拟，耦合适用于富氧燃烧的反应机理以及辐射模型，在完成模型和算法的验证后进行燃料N转化机理研究。结果表明，随着掺混生物质比例从0增加到100%，炉内低氧区域增大，CO分布区域更广，炉内峰值温度升高，当掺混比为50%时相比纯煤粉燃烧升高了47 K，掺混比为70%时升高了55 K，纯生物质燃烧时峰值温度达到1 850 K，较纯煤粉燃烧升高了71 K;生物质掺混比例从0增加到50%时，NO再燃还原比例相比纯煤粉大幅下降了61%以上，且随着掺混比继续增加，NO再燃还原基本不变;随着掺混比从0增加到100%，虽然生物质挥发分含量比煤粉高，但掺混后挥发分NO总和基本不变，由于生物质焦碳含量低，掺混后焦炭氮大幅降低，NO排放整体呈降低趋势，掺混比从0增加到100%，NO排放量降低了51%;表明生物掺烧可有效减少NO的排放。

    生物质煤粉无焰燃烧富氧燃烧NO排放

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    NH4HCO3/尿素溶液SCR脱硝制氨模拟优化

    刘逸芸牛国平蒙毅刘玺璞...
    487-494页
    查看更多>>摘要：为了加强对电力行业危险化学品的治理改造，急需研究开发安全高效经济的新型脱硝还原剂。NH4HCO3是我国第二大氮肥，使用安全且价格便宜，是潜在安全高效的新型选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)脱硝还原剂。通过对比尿素水解和NH4HCO3溶液分解过程，对利用NH4HCO3作为脱硝还原剂的技术方案进行了可行性研究，分析了影响溶液分解过程的关键因素，并提出了工程应用技术方案。通过对原料分解过程建模，验证了模型在模拟制氨反应时的可靠性，并对比了影响2种原料制氨的反应速率和反应能耗的关键因素，探究了提高NH4HCO3制氨过程经济性的方案方法。模拟结果表明，提高反应温度对尿素水解和NH4HCO3分解均有利，升高压力对尿素水解反应有利，而对NH4HCO3分解不利，因此NH4HCO3溶解分解过程更适合在常压下进行;采用传统湿法制氨工艺时，NH4HCO3作还原剂可降低14%的原料成本，但其在分解过程中会由于水蒸发而消耗大量热能，热耗达到尿素水解法的2。7～3。5倍;通过在工艺中加入物流循环并降低NH4HCO3的一次转化率至40%，可以限制水蒸发吸热，降低热耗至尿素水解法的1。5～1。6倍;由于NH4HCO3原料成本更低，优化后的NH4HCO3湿法制氨工艺经济性更好。

    脱硝NH4HCO3尿素水解制氨数值模拟

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    基于N元素标记的NH3燃烧识别NOx生成来源

    李爽刘祥涛李雨钊司济沧...
    495-503页
    查看更多>>摘要：NH3燃料是一种具有应用前景的零碳燃料，但点火困难、反应性低及NOx排放高限制了其实际应用。为了精确区分NH3燃烧过程中，由于燃料和氧化剂均含N元素，导致NOx的生成源难以明确区分，且不同燃烧模式下NH3燃料的NOx生成差异显著性，本文基于已有研究的NH3燃烧详细机理，通过一种类似于同位素标记的化学反应机理建立方式，构建了包含N元素标记的化学反应新机理，给出了详细的数学表达;并通过在仅涉及化学反应过程的均相反应器中，比较验证了区分(NH3/N2/O2)和不区分(NH3/N2/O2)下模拟结果的有效性。研究结果表明:标记后的机理与未标记的机理相比，组分最大摩尔分数和燃烧产物摩尔分数的平均误差在0。1%以内，且组分最大反应速率预测误差低于0。3%，证明了标记方式的有效性;均相反应器模拟结果显示，随着反应温度的升高，NO的生成源逐渐由以NH3为主转向以N2为主，说明NH3燃烧在不同温度下生成NO的还原机理存在差别。

    氨燃烧氮氧化物数值模拟均相反应器

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    燃煤耦合污泥发电机组大气污染物排放特性

    李小龙刘广祥周道斌李军状...
    504-512页
    查看更多>>摘要：为厘清燃煤耦合污泥发电机组大气污染物排放特性，以3台掺烧污泥并实现超低排放的燃煤机组为对象，开展了污染物测试研究。试验结果表明，在污泥掺烧比例不大于6。0%的情况下，燃煤机组常规污染物SO2、NOx和颗粒物排放浓度相比空白(未掺烧)工况无明显变化，依然满足超低排放要求;因污泥中痕量元素含量远高于燃煤，尽管掺烧比例较低，但掺烧后烟气中痕量元素排放浓度明显升高，最大浓度为空白工况的17。1倍，满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)的要求。掺烧前后，烟气中11种痕量元素(Hg、Cd、Pb、Cr、Be、Ba、Ni、Ag、As、Se、Sb)排放浓度排序变化不大，一般Ba浓度最高，其次是Cr、Pb或Hg;掺烧后二噁英排放浓度是空白工况的1。1～2。0倍，满足GB 18485-2014的要求，除机组B其余均满足《燃煤耦合污泥电厂大气污染物排放标准》(DB 31/1291-2021);痕量元素掺烧前后在各类产物中迁移分布规律未发生明显变化。除Hg、As、Se外，其他痕量元素的85%迁移到粉煤灰和底渣中，以粉煤灰中为主;而Hg、As、Se因其易挥发的特点，在脱硫石膏中占比高于其他元素;在超低全流程烟气净化设施协同控制下，烟囱最终排放的各类痕量元素占总量的比例一般小于5。0%，排放浓度较低。

    燃煤机组污泥掺烧大气污染物排放浓度迁移分布

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    鸡蛋壳源Ca基吸附剂制备及其CO2吸附性能的研究

    司康乐匡盛铎罗长新刘晟言...
    513-523页
    查看更多>>摘要：化石能源利用后CO2的捕获是实现"双碳"目标的重要举措。Ca基吸附剂在高温下具有良好的CO2循环吸附性能，可以实现CO2高效吸附与分离。为开发低成本、高循环性能的Ca基吸附剂，本文以废弃鸡蛋壳为原料，分别采用溶胶凝胶自蔓延燃烧合成法和水热法制备Ca基吸附剂，并用钇(Y)对Ca基吸附剂进行掺杂，在高温固定床中考察了吸附剂的CO2循环吸附性能。研究结果表明:溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备的Y掺杂改性Ca基吸附剂，样品结构疏松多孔，氧化物晶粒细小且比表面积大，具有良好的CO2吸附和循环性能，首次吸附量高达0。581 g/g，5次循环吸附后衰减至0。531 g/g，15次循环吸附后衰减至0。504 g/g;Y掺杂可以提升Ca基吸附剂循环吸附性能，但对比不同Y掺杂量的样品，当CaO和Y2O3质量比为8:2时，改性Ca基吸附剂的循环吸附性能最好，最高吸附量可达0。65 g/g。水热法制备的Y掺杂Ca基吸附剂多呈球颗粒状晶体，其吸附性能明显不如自蔓延燃烧法制备所得样品。以鸡蛋壳为原料，通过溶胶凝胶自蔓延燃烧法可成功制备高效Ca基CO2吸附剂，达到"以废治污"的目的，实现固废资源化利用。通过Y掺杂改性，能有效提升吸附剂循环性能，具有良好的工业应用前景。

    蛋壳源钙基吸附剂掺杂改性碳中和钙循环CO2吸附

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    低共熔溶剂对光伏板上Ag的浸出实验研究

    尹倩赵传海杨旭光陈以文...
    524-532页
    查看更多>>摘要：使用低共熔溶剂可高效、无毒溶解光伏板硅晶片上的Ag，使其更容易回收。本次实验使用不同摩尔比的FeCl3·6H2O和尿素来配置低共熔溶剂，并使用差示扫描量热仪对所配溶剂的玻璃化转变进行表征，证明该溶剂具有低共熔性，并进一步采用傅里叶红外光谱表征了低共熔溶剂上的氢键，分析了低共熔溶剂形成的机理。使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对反应前后的硅晶片Ag的含量进行测试，以此得到反应的浸出率。实验发现以80℃、60 min、转速350 r/min和固液比1∶45(g∶ml)为反应条件，使用摩尔比为1∶3(FeCl3·6H2O:尿素)的低共熔溶剂与硅晶片进行反应，测得浸出率为99。31%，反应效果良好。保持其他条件不变，对反应时间、反应温度、反应固液比分别进行单因素实验，研究这3种因素对Ag浸出率的影响。研究结果表明:最佳反应温度为60℃，最佳反应时间为40 min，最佳反应固液比为1∶10(g∶ml)，配置的低共熔溶剂在设定的不同反应参数下均对光伏板硅晶片上的Ag有很好的反应效果，各反应条件对浸出率影响效果为反应温度>反应时间>反应固液比;为废弃光伏板上Ag的回收利用提供参考。

    光伏板低共熔溶剂浸出率差示扫描量热仪电感耦合等离子体原子发射光谱仪

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    基于翅片管的固-液相变储热型换热器的模拟研究

    满雅萌魏天洋钱潇然王维...
    533-543页
    查看更多>>摘要：针对现有的余热回收技术在低温余热回收方面较为落后的问题，以90℃水为输入热流体、60号石蜡为相变材料对低温蓄热换热器进行设计。采用Fluent进行仿真模拟，针对翅片管的翅片大小和数目进行储热放热仿真，并针对换热管数量进行了研究。结果表明，大翅片储热500 s时相变材料平均液态分数比小翅片和无翅片分别提升45。5%和81。3%，更能促进相变材料的储热放热效率;放热500 s时大翅片、小翅片、无翅片出口水温分别升高0。5℃、0。4℃和0。2℃，其中大翅片温度最高、最稳定;增加翅片层数的模拟结果可见，随着翅片层数增加，储热1 000 s时，采用1、2、3个翅片平均液态分数分别为0。36、0。47和0。58，储热放热效果增强，相变材料熔化、冷凝平均速率增快;放热600 s时，采用1、2、3个翅片出口水温分别升高0。21℃、0。26℃和0。36℃，稳定性增强，可为余热回收中的低温余热回收提供技术指导。

    蓄热式换热器石蜡固液相变翅片管

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