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IGBT多物理场建模技术与应用研究概述 被引量:9
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作者 耿学锋 何赟泽 +4 位作者 孟川 任丹彤 邹翔 赵俊蒙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期271-289,共19页
IGBT作为电能变换的核心器件,在电力电子中的地位不言而喻。然而IGBT内部复杂的多物理场交互及不同的应用场景使人们难以对其行为特性以及机理进行精确描述。多物理场仿真从场的角度刻画IGBT在运行过程中的内部规律,为解决上述问题提供... IGBT作为电能变换的核心器件,在电力电子中的地位不言而喻。然而IGBT内部复杂的多物理场交互及不同的应用场景使人们难以对其行为特性以及机理进行精确描述。多物理场仿真从场的角度刻画IGBT在运行过程中的内部规律,为解决上述问题提供了有效手段。文中总结前人研究成果,梳理当下IGBT的多物理场建模技术以多物理场分析在IGBT中的应用现状,归纳所存在的问题和难点,并分析未来该技术在IGBT中继续应用发展的趋势,如模型的降阶、非线性求解、电磁热力全耦合、多尺度协调、数字孪生等技术。可以预见,随着宽禁带半导体材料的应用,多物理场建模技术将进一步在机理揭示、封装优化、状态监测和失效分析等领域发挥重要作用。 展开更多
关键词 IGBT 多物理场 建模技术 状态监测 电磁热力
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面向电力设备的T型梁电磁式振动能量采集器设计
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作者 张明皓 宋睿 +3 位作者 张鋆 周晨媛 王俊元 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第5期114-121,共8页
由于电网设备振动能量广泛存在,在监测设备运行状态的过程中,振动能量采集器将振动能量作为其监测装置电源的有效补充,可延长装置的运行时间。该文研究能量采集器基于刚柔结合结构,采用聚酰亚胺T型梁和FR4拾振平面线圈。刚柔结合结构使... 由于电网设备振动能量广泛存在,在监测设备运行状态的过程中,振动能量采集器将振动能量作为其监测装置电源的有效补充,可延长装置的运行时间。该文研究能量采集器基于刚柔结合结构,采用聚酰亚胺T型梁和FR4拾振平面线圈。刚柔结合结构使能量采集器件可基于标准工业工艺批量生产,T型梁设计可有效减少加工工艺的残余应力,柔性梁使其可在低环境振动下实现较高的振幅和能量采集效率。对于该采集器进行测试后,得出T型梁器件的固有频率为140 Hz,在±1g加速度下可输出电压9.40 mV,外接匹配电阻2.31Ω后,输出功率为4.71μW。因此,该器件的固有频率位于电力系统设备振动频率的频率区间内并提供一定的输出电压和功率,从而可以有效采集其电力设备的振动能量,并实现对于设备振动特征的监测。 展开更多
关键词 传感器 能量采集 设备振动 电磁式 梁结构
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高炉煤气中羰基硫水解吸附催化剂的制备及性能研究 被引量:4
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作者 马铭宇 王超 +4 位作者 长明 刘雪景 高士秋 余剑 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期275-283,共9页
以移动床活性焦烟气净化工艺运转中产生的磨损废活性焦(EAC)为原料制备羰基硫(COS)水解吸附材料,结合XRD、TG、BET、TPD、FTIR、SEM、XPS手段对EAC进行表征,发现磨损废焦具有发达的表面孔道结构与丰富的表面官能团,比表面积达445.38 m^(... 以移动床活性焦烟气净化工艺运转中产生的磨损废活性焦(EAC)为原料制备羰基硫(COS)水解吸附材料,结合XRD、TG、BET、TPD、FTIR、SEM、XPS手段对EAC进行表征,发现磨损废焦具有发达的表面孔道结构与丰富的表面官能团,比表面积达445.38 m^(2)/g。研究不同碱量改性及工艺参数对COS催化水解脱除效率的影响,结果表明在100℃下,负载0.450%NaOH时EAC催化剂活性最强,穿透硫容达126.58 mg/g。对反应后样品进行分析表明COS在废焦中主要以S存在,这种固硫方式增大了硫容量,为废焦的梯级利用与硫资源化提供了一条新途径。 展开更多
关键词 废活性焦 羰基硫 催化 水解 回收 性能研究
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移动床活性焦烟气净化工艺中废活性焦的形成与特征分析 被引量:4
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作者 于凤芹 +5 位作者 刘周恩 文松 张卫东 高士秋 许光文 余剑 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期695-702,共8页
移动床活性焦低温干法烟气多污染物脱除技术在钢铁烧结烟气脱硫脱硝工艺中具有良好的适用性,但烟气净化过程中活性焦的损耗成为制约该技术推广应用的关键因素之一。以宝钢烧结烟气脱硫脱硝工艺中所产生的废活性焦为研究对象,通过考察其... 移动床活性焦低温干法烟气多污染物脱除技术在钢铁烧结烟气脱硫脱硝工艺中具有良好的适用性,但烟气净化过程中活性焦的损耗成为制约该技术推广应用的关键因素之一。以宝钢烧结烟气脱硫脱硝工艺中所产生的废活性焦为研究对象,通过考察其比表面积、孔容结构、灰分中重金属及碱金属含量、表面官能团特征及脱硫脱硝性能,探究烟气净化过程中活性焦组成、结构及表面性质的变化。结果表明,与新鲜活性焦相比,废活性焦粒度集中分布在0.2~5 mm,其表面的氮、氧、硫元素及过渡金属氧化物含量显著增加,比表面积由191.0 m^2/g增加至499.0 m^2/g,使废活性焦颗粒在150℃下脱硝率由20%提升到70%,120℃下穿透硫容由0.27 mg SO2/g提升至11.08 mg SO2/g,显示了良好的再利用潜力。 展开更多
关键词 废活性焦 脱硫 脱硝 移动床 烧结烟气
原文传递
面向线路微风振动监测的可调频电磁式振动能量采集器
5
作者 张明皓 宋睿 +2 位作者 张树华 王俊元 《电力信息与通信技术》 2023年第2期72-78,共7页
导线微风振动具有随机、宽频的特征,针对导线微风振动情况进行监测可防止断股、断线等灾害发生。目前微风振动传感器取电手段较单一,制约其可靠性的提升。文章设计一种基于改变梁长的可调频电磁式振动能量采集器,为丰富传感器的供能手... 导线微风振动具有随机、宽频的特征,针对导线微风振动情况进行监测可防止断股、断线等灾害发生。目前微风振动传感器取电手段较单一,制约其可靠性的提升。文章设计一种基于改变梁长的可调频电磁式振动能量采集器,为丰富传感器的供能手段奠定了基础。器件的拾振结构由聚酰亚胺柔性梁和磁铁部分构成,且能够通过手动调节梁长的方式改变其谐振频率,使该能量采集器存在极大的调频范围。测试结果表明,在2.5~8.5 mm的梁长范围内,电磁式振动能量采集器谐振频率调整范围为24.5~73.3 Hz,在0.22 g加速度下输出电压峰峰值的变化范围为56.7~214.5 mV,为成为微风振动传感器的补充能源奠定基础。 展开更多
关键词 振动 能量收集 电磁式 调频机构
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基于声发射检测技术的电力电子器件/模块机械应力波综述 被引量:3
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作者 孟川 何赟泽 +2 位作者 孟志强 周雅楠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期4773-4783,共11页
针对部分机构已有的能够表征电力电子器件/模块状态的机械应力波研究均分散在信号提取、信号分析和状态表征等方面,没有进行系统总结,该文首先对机械应力波的基础内容进行讨论,总结对比适用于电力电子器件/模块的产生机理、测试检测电... 针对部分机构已有的能够表征电力电子器件/模块状态的机械应力波研究均分散在信号提取、信号分析和状态表征等方面,没有进行系统总结,该文首先对机械应力波的基础内容进行讨论,总结对比适用于电力电子器件/模块的产生机理、测试检测电路和信号处理方法;随后对电力电子器件/模块机械应力波的研究现状进行综述,归纳总结机械应力波的组成模式、源机制、频域特征与健康状态的对应关系;最后从机理分析、研究对象、信号处理、状态表征和检测装置五个方面对电力电子器件/模块机械应力波存在的关键问题进行分析,并提出未来的研究方向。 展开更多
关键词 电力电子器件/模块 声发射检测技术 机械应力波 状态监测
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IGBT关断时刻的应力波测量优化及影响因素分析 被引量:1
7
作者 耿学锋 何赟泽 +2 位作者 王广鑫 刘松源 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期5503-5512,共10页
绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)是电能变换的核心器件,其健康状态与系统的可靠运行直接相关。声发射(AE)是一种快速、无损、在线的检测方法,广泛应用于电力行业,在IGBT的状态评估中具有潜在的应用价值。已有的研究表明:IGBT在关断瞬间能够... 绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)是电能变换的核心器件,其健康状态与系统的可靠运行直接相关。声发射(AE)是一种快速、无损、在线的检测方法,广泛应用于电力行业,在IGBT的状态评估中具有潜在的应用价值。已有的研究表明:IGBT在关断瞬间能够产生应力波(SW),且AE传感器能够对应力波信号进行测量,但在测量时容易受到周围电场的干扰。该文分析了普通AE传感器干扰信号产生的原因,提出基于差分式AE传感器的应力波测量方法,并从理论角度论证了差分式AE传感器的抗干扰机理。搭建试验平台,通过试验证明差分式AE传感器具有较好的抗电气干扰能力,能够对IGBT关断应力波进行有效地提取。进一步地,对不同关断电流条件下的IGBT进行应力波的测量和分析,发现关断电流与应力波的强度强相关,可为后续探索应力波产生机理及实现IGBT在线监测提供参考。 展开更多
关键词 声发射 IGBT关断 应力波 干扰抑制
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中低品位菱镁矿煅烧产物硫化氢脱除性能研究 被引量:1
8
作者 东亮 王康军 +3 位作者 郑玉华 许光文 崔彦斌 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第9期223-229,共7页
中低品位菱镁矿因难以直接利用而大量堆积,制备高温脱硫剂是其资源化利用的有效途径之一。研究了不同煅烧温度和煅烧时间下煅烧产物的脱硫性能,并通过XRD、SEM、BET表征产品的晶粒尺寸、比表面积及孔径等性质,从微观角度分析H_(2)S脱除... 中低品位菱镁矿因难以直接利用而大量堆积,制备高温脱硫剂是其资源化利用的有效途径之一。研究了不同煅烧温度和煅烧时间下煅烧产物的脱硫性能,并通过XRD、SEM、BET表征产品的晶粒尺寸、比表面积及孔径等性质,从微观角度分析H_(2)S脱除机理。在煅烧温度750℃和煅烧时间30 min的条件下,煅烧产物的比表面积可达168.42 m^(2)/g、平均孔径为4.44 nm,且晶粒尺寸较小(9.10 nm)。将此条件下获得的煅烧产物用于脱硫,在吸附温度500℃、空速7200 h^(-1)的工况下,H_(2)S穿透时间为162 min,穿透硫容可达14.75 mg/g。研究结果为中低品位菱镁矿的资源化利用提供了新途径。 展开更多
关键词 菱镁矿 中低品位 硫化氢 轻烧氧化镁 硫容
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GIS红外温度传感系统的设计表征研究 被引量:1
9
作者 吴吉 +4 位作者 王增彬 姚聪伟 杨贤 王毓柱 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期18-24,共7页
文中设计并制造了一种可用于测量气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)触头以及母线等关键位置温度的红外测温系统,可对GIS设备的过热故障进行监控和预警。本测温系统设计红外传感测温模组对温度数据进行模数转换、... 文中设计并制造了一种可用于测量气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)触头以及母线等关键位置温度的红外测温系统,可对GIS设备的过热故障进行监控和预警。本测温系统设计红外传感测温模组对温度数据进行模数转换、滤波、校准、补偿后通过远距离无线电(long range radio,LORA)协议进行无线传输。通过定制化的红外介质窗口和密封系统实现红外信号的通路并保证设备的气密性和可靠性。将测温模组安装于红外介质窗口,实现对测温模组的安装固定。针对触头和母线发射率低、表面结构差异大、介质窗口红外光衰减以及SF6气体对红外光的吸收和衰减等因素,开发了温度补偿算法,大幅提升了GIS测温的可靠性。该红外测温系统可以在10~150℃的温度范围内实现对GIS母线和触头表面温度的测量,并达到±2℃的测温精度,证明了本红外测温系统的可行性。 展开更多
关键词 GIS 红外测温 温度补偿算法 介质窗口 LORA协议
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硅钢比铁损测量实验平台设计 被引量:1
10
作者 孙晓华 梁鹏 +3 位作者 刘晔 原晓楠 陈琪 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第12期139-142,157,共5页
以培养复合型人才为目标,结合工程应用和实验教学的需求,开展了一种新实验平台的设计。硅钢比铁损测量实验设计,以国标规定的爱泼斯坦方圈设计试样结构,将经典的功率表法与传感器相结合,引入LabVIEW软件设计工具构建测量系统的软硬件平... 以培养复合型人才为目标,结合工程应用和实验教学的需求,开展了一种新实验平台的设计。硅钢比铁损测量实验设计,以国标规定的爱泼斯坦方圈设计试样结构,将经典的功率表法与传感器相结合,引入LabVIEW软件设计工具构建测量系统的软硬件平台,用形式多样的实践活动提升学生自主创新能力。实践证明,采用虚、实结合设计的实验平台,激发了学生自主学习、自主实践、自主设计和自主拓展的内生动力,有利于模块式、阶段式、渐进式、互动式实验教学过程的实施,显著地提高了实验教学效果。 展开更多
关键词 硅钢 比铁损 虚拟仪器 创新设计
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一种基于复杂永磁体阵列的悬浮式振动能量采集器的精确模型及验证
11
作者 王心怡 王俊元 +3 位作者 张易霖 陈小明 陶凯 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第20期128-136,共9页
为提高振动能量采集器的输出性能和工作频带,基于永磁体阵列和多自由度器件受到广泛关注。然而这类器件存在磁场分布复杂,动态特性难以模拟等问题。以一种基于复杂永磁体阵列的可调频磁悬浮振动能量采集器为研究对象,建立器件解析模型... 为提高振动能量采集器的输出性能和工作频带,基于永磁体阵列和多自由度器件受到广泛关注。然而这类器件存在磁场分布复杂,动态特性难以模拟等问题。以一种基于复杂永磁体阵列的可调频磁悬浮振动能量采集器为研究对象,建立器件解析模型和有限元模型的联合分析模型,理论模型显示系统具有非线性振动特性,其动力学模型可简化为Duffing方程形式,并通过有限元模型简化了对非线性系统的分析。利用COMSOL有限元仿真研究器件磁场分布、非线性磁力特性,分析磁力和线圈位置对器件输出特性的影响。搭建测试平台对研制的可调频磁悬浮振动能量采集器进行试验表征,以验证联合分析模型。试验结果表明,在20~35mm的固定磁铁间距离变化范围内,器件谐振频率变化范围为8.6~13.1Hz,0.35g加速度下输出电压峰峰值为352.9~658.2 mV,联合分析模型与试验之间具有一致性。 展开更多
关键词 磁悬浮 能量采集器 非线性系统 频率调节
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醇提中药渣与废弃活性焦共燃特性及动力学分析
12
作者 朱新宇 张光义 +4 位作者 张建伟 温宏炎 张建岭 许光文 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期1116-1124,共9页
采用热重分析法研究了不同升温速率下醇提中药渣、废弃活性焦及其不同比例混合物的燃烧特性,并利用Coats-Redfern方法计算其燃烧动力学参数。结果表明,醇提中药渣燃烧是挥发分和少量固定碳连续燃烧过程,而废弃活性焦燃烧主要是固定碳燃... 采用热重分析法研究了不同升温速率下醇提中药渣、废弃活性焦及其不同比例混合物的燃烧特性,并利用Coats-Redfern方法计算其燃烧动力学参数。结果表明,醇提中药渣燃烧是挥发分和少量固定碳连续燃烧过程,而废弃活性焦燃烧主要是固定碳燃烧的过程;醇提中药渣比废弃活性焦具有更好的燃烧特性和更低的活化能。采用TG-MS联用分析仪对比研究醇提中药渣及其混合物的燃烧过程产生的烟气。结果表明,废弃活性焦的加入对醇提中药渣燃烧过程中产生的NOx有明显的吸附还原作用。动力学分析表明,与废焦相比,混合物反应活化能随着中药渣比例的增加而变小,表明添加中药渣能提高废焦的反应活性,促进其燃烧。利用热重分析预测混合燃料的燃烧性质可靠,对醇提中药渣与废弃活性焦共燃处理的技术开发具有指导作用。 展开更多
关键词 醇提中药渣 废弃活性焦 热重分析 燃烧特性 动力学分析
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工业MnOx颗粒催化剂的制备及其低温脱硝应用研究 被引量:8
13
作者 张霄玲 鲍佳宁 +6 位作者 皇甫林 文松 高士秋 许光文 长明 余剑 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期5169-5177,共9页
以工业硫酸锰为前体,通过沉淀、洗涤、挤出、煅烧步骤批量制备了高活性颗粒状低温MnOx脱硝催化剂(ϕ5mm×30mm)。针对天然气冷热电三联供高含水低含硫烟气开展应用示范,研究催化剂在不同工况下的脱硝性能与长周期活性稳定性,结果表明... 以工业硫酸锰为前体,通过沉淀、洗涤、挤出、煅烧步骤批量制备了高活性颗粒状低温MnOx脱硝催化剂(ϕ5mm×30mm)。针对天然气冷热电三联供高含水低含硫烟气开展应用示范,研究催化剂在不同工况下的脱硝性能与长周期活性稳定性,结果表明:在入口NOx浓度850~1000mg/m³、床层温度145~175℃、空速4405h-1工况条件下,脱硝率达到87.88%~97.47%,连续运行1180h后脱硝效率有约3%的微弱衰减。对长周期运行后催化剂进行取样,进行XRD、BET、SEM表征及活性测试结果表明:该催化剂在该高湿烟气长时间运行中发生了一定程度的晶型转变,颗粒烧结、尺寸变大以及比表面积降低,导致其脱硝活性降低。该研究结果将为高活性锰基催化剂的制备及其低温脱硝工业应用提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 锰氧化物 低温脱硝 选择性催化还原 失活 工业应用
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硅系黏结剂对涂覆型蜂窝体催化剂性能的影响 被引量:8
14
作者 皇甫林 长明 +4 位作者 王超 高士秋 余剑 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期484-492,共9页
以黏土蜂窝体为廉价载体浸涂V–W–Ti催化剂浆料,制备涂覆型蜂窝体催化剂。考察了涂覆型蜂窝体催化剂制浆过程中分散剂、黏结剂、增强剂等因素,并通过XRF,XRD,BET及SEM等手段对其表征。结果表明,黏结剂对催化剂脱硝活性和强度影响最大,... 以黏土蜂窝体为廉价载体浸涂V–W–Ti催化剂浆料,制备涂覆型蜂窝体催化剂。考察了涂覆型蜂窝体催化剂制浆过程中分散剂、黏结剂、增强剂等因素,并通过XRF,XRD,BET及SEM等手段对其表征。结果表明,黏结剂对催化剂脱硝活性和强度影响最大,黏结剂B3制备的涂覆型蜂窝体催化剂脱硝活性和强度最优,表面形成了致密的涂层,具有更高的强度。在优化参数条件下制备的涂覆型蜂窝体催化剂单孔道NO转化率达20.3%,优于商用挤出型蜂窝体催化剂(NO转化率18.1%,单孔道),其催化剂用量显著降低。耐磨测试结果预测,所制涂覆型蜂窝体催化剂在焦化厂烟气条件下稳定工作时长预期达128000 h,极具工业应用前景。 展开更多
关键词 脱硝 涂覆型蜂窝体催化剂 黏结剂 耐磨性能
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基于柔性电阻式温度传感器的GIS无线测温系统 被引量:3
15
作者 陈川 +2 位作者 关桐 鞠登峰 郭经红 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第2期126-132,共7页
该文设计并开发一种针对气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的无线测温系统,可对GIS设备的外壳温度进行分布式测量。该测温系统基于柔性铜电阻温度传感器,通过将铜电阻沉积于柔性衬底之上并刻蚀实现。测温系统由沿GIS外壳... 该文设计并开发一种针对气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的无线测温系统,可对GIS设备的外壳温度进行分布式测量。该测温系统基于柔性铜电阻温度传感器,通过将铜电阻沉积于柔性衬底之上并刻蚀实现。测温系统由沿GIS外壳筒壁周向分布的柔性传感器阵列构成,可良好适应GIS圆柱状外壳曲率并实现分布式温度测量。搭建GIS模拟温升平台对柔性温度传感器和测温系统进行表征,测量温度值与传感器阻值的关系,并对低温区域的非线性特性进行补偿,研究传感器测温区域内的温度分布与变化对传感器性能的影响。结果表明,该传感器可在30~150℃的外壳温度变化区间内实现线性输出,灵敏度约为0.19Ω/℃,能够实现GIS设备外壳温度的分布式测温。 展开更多
关键词 柔性温度传感器 气体绝缘开关设备 铜电阻 测温系统
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热解焦化过程烟气末端净化关键技术与应用进展 被引量:1
16
作者 长明 +3 位作者 刘周恩 高士秋 许光文 余剑 《洁净煤技术》 CAS 2020年第1期164-173,共10页
热解焦化行业烟气温度低、水汽含量高、且夹带焦油和炭黑等复杂物质,导致电力行业传统烟气净化技术难以适用于该领域。为了给热解焦化过程末端烟气治理升级改造提供思路与参考依据,笔者总结了该领域具有前景的末端烟气净化技术应用进展... 热解焦化行业烟气温度低、水汽含量高、且夹带焦油和炭黑等复杂物质,导致电力行业传统烟气净化技术难以适用于该领域。为了给热解焦化过程末端烟气治理升级改造提供思路与参考依据,笔者总结了该领域具有前景的末端烟气净化技术应用进展,指出干法脱硫-布袋除尘-低温脱硝技术和活性焦脱硫脱硝一体化技术是目前比较成熟的焦化烟气净化技术;催化陶瓷纤维滤管一体化技术虽然在国外玻璃等行业应用比较成功,但在国内焦化烟气领域应用时间不长,应注意潜在的技术风险;氧化-湿法吸收技术由于产生二次污染等问题制约了规模化推广。通过剖析应用过程存在的问题,提出相应的解决方案,明确各工艺未来的研究方向及升级路线,指出干法脱硫-布袋除尘-低温脱硝技术研究应集中于脱硫灰的处理、失效催化剂的回收再利用和工艺深度优化;活性焦脱硫脱硝一体化技术研究应关注多循环周期中活性焦的特性演变、再生过程碳损耗控制及废焦粉的回收利用;催化陶瓷纤维滤管技术研究应解决潜在的氨逃逸、催化剂失活、焦油糊管等问题。最后,结合热解焦化烟气特征,指出热解焦化末端烟气净化的关键在于低温脱硝技术与其他污染物控制技术的匹配与整合,同时明确了未来热解焦化烟气净化技术将向设备一体化、维护简单化与运行低成本化的方向发展。 展开更多
关键词 热解 焦化 烟气净化 脱硫 脱硝
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