稀土尾矿催化半焦脱硝性能研究

利用固定床反应器对白云鄂博稀土尾矿催化半焦的脱硝性能进行研究,分析了稀土尾矿不同添加量(1%(质量分数,下同),2%和5%)和球磨时间(10 min, 30 min和60 min)对半焦燃烧时脱硝率的影响。结果表明:在白云鄂博稀土尾矿添加剂作用下半焦燃烧过程中NO生成量减少,并且在添加量为5%和球磨60 min时NO生成量最少;在稀土尾矿催化剂作用下半焦的NO生成量减少,结合半焦燃烧时的耗氧量以及白云鄂博稀土尾矿对CO还原NO的实验结果,NO生成量减少的原因为,添加白云鄂博稀土尾矿添加剂后强化了CO还原NO的作用,提高了半焦燃烧过程中氮氧化物的脱除效率。     

Cu改性对稀土尾矿催化剂NH3-SCR脱硝的影响

近年来，天然矿物由于储量大、活性组分丰富、价格低廉、绿色环保等优点成为脱硝催化剂研究的热点。本文以稀土尾矿为研究对象，利用浸渍-水热法对稀土尾矿进行Cu改性，通过XRD、SEM-EDS、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD、BET等表征探究Cu改性对稀土尾矿催化剂性能的影响。结果表明，Cu改性后，稀土尾矿催化剂的脱硝性能有大幅提升，且活性反应温度窗口拓宽至200～350℃。随着Cu改性量的增加，催化剂的脱硝效率先升高后降低，改性量为2.5%(质量分数)时，性能提升效果最明显。Cu改性提高了稀土尾矿催化剂的比表面积，Cu元素主要以CuO形式存在于催化剂表面，且与Fe₂O₃存在相互作用，催化剂中Cu²⁺、Fe²⁺和Fe³⁺的结合能发生明显的偏移，诱导Fe离子周围电子云密度降低，且质量分数2.5%Cu-稀土尾矿催化剂中两者相互作用最强烈，提升了催化剂的氧化还原能力和酸活性中心，CuO的还原温度对脱硝活性的影响大于氧化能力的影响，Fe     

机械力-微波活化对稀土尾矿NH3-SCR脱硝性能的影响

因为稀土尾矿中矿物复杂的连生关系,使其部分矿物在脱硝反应过程中并不能充分暴露发挥作用。本文采用机械力微波活化稀土尾矿,利用正交试验方法研究机械力微波活化参数对稀土尾矿NH₃-SCR脱硝性能的影响,借助XRD、SEM-EDS、H₂-TPR、NH₃-TPD、BET等表征手段分析了机械力微波活化对稀土尾矿性能的影响。实验结果表明,稀土尾矿对活化参数的敏感性为：球料比>转子转速>球磨时间=球直径比>微波焙烧时间=微波焙烧温度=微波焙烧功率,机械力微波活化最优参数为球磨2h、转子转速300r/min、球料比1∶1、球直径比1∶1∶1、微波焙烧温度250℃、微波焙烧时间20min、微波焙烧功率1100W,活化稀土尾矿脱硝效率最高提升了40%。活化后,稀土尾矿催化剂的比表面积、矿物分散度、表面酸性位数量和氧化还原性能均得到了提升,弱酸、中强酸和强酸活性中心均匀分布有利于脱硝反应。赤铁矿暴露程度越高,越有利于稀土尾矿脱硝反应过程。     

选铁尾矿催化煤粉脱硝的性能研究

利用一维热态实验炉模拟煤粉燃烧的快速升温条件，考察烟煤添加选铁尾矿后在不同温度(750℃,800℃,850℃,900℃,950℃)、不同过量空气系数(0.8,0.9,1.0,1.1,1.2)以及不同选铁尾矿添加量(质量分数为1%,3%,5%)的条件下燃烧产生的NO_x的排放特性。结果表明：在750℃～950℃范围内，选铁尾矿存在一个合适的脱硝窗口即800℃～900℃;且选铁尾矿的脱硝活性随着过量空气系数的增加而增加，当过量空气系数为1.2时表现出最好的脱硝活性；选铁尾矿添加量对于NO_x脱除率的影响因温度不同表现出不同的结果，在750℃下选铁尾矿的NO_x脱除率随着其添加量的增加而增加，在800℃～950℃下3%为最佳添加量。通过对选铁尾矿的XRD分析以及Fe₂O₃的TG-MS分析得出，选铁尾矿具有催化脱硝活性的一个原因是选铁尾矿内的铁白云石受热分解后生成Fe₂O₃,CO还原NO的催化还原过程主要是通过Fe₂O     

碳化法制备轻质碳酸钙的粒度分布研究

运用正交实验法对碳化法制备轻质碳酸钙实验中碳化温度、碳化气体流量、Ca(OH)_2浓度、外加剂掺量对轻质碳酸钙粒度分布的影响进行研究。实验结果表明Ca(OH)_2浓度是影响轻质碳酸钙平均粒径的主要因素,碳化反应温度是影响颗粒均匀性系数的主要因素。在碳化温度50℃,碳化气体流量10 L·min~(-1),Ca(OH)_2浓度为20 g·L~(-1),外加剂柠檬酸钠添加量为0.1%的情况下,制得的轻质碳酸钙钙平均粒径为4.623μm,均匀性系数为8.297。     

气体燃料再燃脱硝机理及工程应用进展

气体燃料再燃脱硝技术能有效降低锅炉初始NO_x排放,针对气体燃料再燃脱硝机理及工程应用现状,分析了5个因素对再燃脱硝效果的影响规律,总结了国内外将气体燃料再燃技术用于锅炉改造中的典型示范工程及运行效果。气体燃料再燃脱硝的本质是烃类物质受热分解产生相关基团,这些基团与NO_x碰撞生成相应的含氮中间体,含氮中间体与还原性基团发生还原反应,最终将部分NO_x转化为N_2。具体表现为,甲烷再燃过程中主要生成CH_3中间体,其与NO的消减反应是脱硝反应的关键,而多碳烃类燃料再燃过程中生成HCCO中间体的过程,及其与NO的还原反应是再燃的核心。结果表明,再燃脱硝过程中再燃区停留时间、过量空气系数、温度均存在适宜的范围,再燃燃料组成和再燃燃料与NO_x的混合特性对脱硝效果有显著影响。增加再燃燃料和NO_x在再燃区的停留时间不仅有利于NO_x还原,也有利于再燃燃料的燃尽,但过长的再燃区停留时间不但不能增加NO_x还原率,反而会降低燃料的燃烧效率。最佳的再燃区停留时间为0.6～1.1 s,且进一步增加停留时间并不会增加脱硝效率。再燃区过量空气系数对再燃还原效率和燃尽特性有显著影响。再燃区最佳过量空气系数保持在0.85～0.90较为合适。提高再燃区的温度有利于提高再燃燃料的脱硝效率,再燃区最佳脱硝温度在1 000～1 100℃。再燃燃料的组成不同,对NO_x的还原效果不同,烃类物质再燃脱硝与其受热分解密切相关,在相同的再燃条件下,再燃脱硝性能与其受热分级速率完全相关,研究表明多碳烃类物质的存在可以显著增强再燃气体混合物的还原效果,且焦油和煤焦等物质的存在对NO还原反应有明显的催化作用。另外,气体燃料再燃脱硝过程不仅受到化学反应难易程度的影响,还与再燃燃料在高NO_x浓度区的扩散过程相关,强化再燃燃料在再燃区与NO_x的混合特性也有利于提高脱硝效率。美国、欧盟和日本等国家针对电站锅炉再燃脱硝的研究和工程示范工程起步较早且获得了较显著的效果,我国四川江油电厂天然气再燃技术改造示范工程同样证明了再燃脱硝的可行性及经济性。     

聚脲微球粒径与形态结构控制研究

通过沉淀聚合制备聚脲微球,主要研究反应时间、反应温度及单体添加量对聚脲微球粒径、粒径分布及形态结构的影响。结果表明,在其他条件不变,反应时间在80～110 min时,聚脲微球的粒径分布呈现双粒径分布,120min时体系为单粒径分布,微球平均粒径由2. 1μm增加到5. 9μm;其他条件不变,反应温度在30～45℃时,粒径由5. 9μm增加到7. 0μm,粒径变异系数(CV)控制在5%以内。当温度到达50℃时,微球CV大于5%;其他条件不变,单体投入量在2%～5%时,微球粒径由5. 8μm逐步增加到8. 4μm,CV小于10%,当质量分数为7%时,CV为52%。通过对反应时间、反应温度及单体添加量的研究,得到了一系列制备粒径及形态可控聚脲微球的规律,为制备出粒径及形态可控的聚脲微球奠定实验和理论基础。     

尿素湿法添加高锰酸钾联合脱硫脱硝

通过研究高锰酸钾添加量的改变、温度的改变、pH值的改变对脱硫脱硝效率的影响,得出最佳脱硫脱硝条件:温度为70℃,pH=7,尿素质量分数为5%,高锰酸钾的添加量为0.2g/L。实验表明,尿素湿法添加高锰酸钾不仅具有良好的脱硫脱硝效率,工艺流程成熟,投资节省,运转费用低,保证较好的经济效益,所产生的副产品较少,而且容易实现安全处理,是较理想的联合脱硫脱硝方法。     

MnFeO_x的制备及低温催化氧化NO_x的研究

采用有机溶剂法制备MnFeO_x催化剂。考察了是否添加铁离子、PEG含量、焙烧温度对催化剂低温脱硝性能的影响,并采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,Fe的添加能有效提高MnFeO_x的低温脱硝活性,当添加Fe时,催化剂比表面积大,活性组分的分散度高,催化剂低温脱硝性能佳。PEG含量对MnFeO_x催化剂的催化氧化NO_x效率影响小。焙烧温度影响非负载氧化物的价态和晶体的分散度,焙烧温度350℃时,催化剂低温脱硝性能最优且孔隙结构较好,是催化氧化NO_x的良好催化剂。     

MnFeO_x的制备及低温催化氧化NO_x的研究

采用有机溶剂法制备MnFeO_x催化剂。考察了是否添加铁离子、PEG含量、焙烧温度对催化剂低温脱硝性能的影响,并采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,Fe的添加能有效提高MnFeO_x的低温脱硝活性,当添加Fe时,催化剂比表面积大,活性组分的分散度高,催化剂低温脱硝性能佳。PEG含量对MnFeO_x催化剂的催化氧化NO_x效率影响小。焙烧温度影响非负载氧化物的价态和晶体的分散度,焙烧温度350℃时,催化剂低温脱硝性能最优且孔隙结构较好,是催化氧化NO_x的良好催化剂。     

Fe~0-Na_2S_2O_8去除畜禽废水中磺胺二甲基嘧啶研究

研究通过添加微米零价铁(μZVI)催化过硫酸钠(PS)产生大量硫酸根自由基(SO_4·~-),以快速降解畜禽废水中磺胺二甲基嘧啶(SM2)。考察了不同粒径、μZVI投加量、PS含量、初始pH、反应温度对SM2降解效果的影响。结果表明,一定范围内,随着ZVI的粒径变小,μZVI投加量和PS含量的提高,SM2的降解效果有所增大。在μZVI-PS体系中,当μZVI投加量为0.25 g/L、PS浓度为7.5 mmol/L、SM2浓度为50μmol/L,反应30min后,SM2完全降解。其中初始pH及反应温度对SM2的降解有较大影响,当pH=5、温度45℃时SM2的降解效果为佳。μZVIPS体系在去除畜禽废水中SM2的同时,对畜禽废水中COD也具有良好的去除效果。     

冶金工业废渣对燃煤助燃脱硝的影响

利用沉降炉燃烧系统,研究了五种冶金工业废渣对三种典型的烟煤燃尽率及氮氧化物释放的影响,并对添加剂的助燃机理进行了初步探讨.结果表明,煤种对于添加剂的催化性能起着重要作用,添加剂催化作用的大小和添加量有关,添加量并不是越大越好.在本实验范围内,钢渣适用于较低变质程度的烟煤;脱硫渣对于三种煤均有一定的催化助燃作用,但对于燃尽率的增幅都不是很大;锰尾矿适用于低变质程度的烟煤;铬渣适用于较高变质程度的烟煤.添加剂的加入能够影响煤中氮氧化物的释放,煤种和添加剂的添加量都能够对添加剂的脱硝效果起到重要的影响作用.通过对燃烧残余物的电镜扫描发现,加入废渣后燃烧产物颗粒外观由平整变为不规整的蜂窝状;此外,X射线衍射分析发现添加剂改变了燃烧残余物的组成.     

220t/h煤粉锅炉臭氧氧化NOx超低排放试验研究

近年来,国家对于环境保护的要求愈发严苛,煤电行业节能减排任务愈加艰巨,燃煤电厂的超低排放改造工作迫在眉睫。笔者针对3台220 t/h煤粉锅炉NO_x进行臭氧脱硝改造和脱硝试验研究,采用烟气分析仪及电厂在线检测系统,探究了O_3/NO摩尔比及NO_x初始浓度等对脱硝效果的影响。试验结果表明,活性分子臭氧脱硝技术对该煤粉炉锅炉具有较好的脱硝效果,NO_x脱除效率可达90%以上。锅炉出口NO_x浓度随锅炉负荷波动较大,呈正相关关系,锅炉负荷升高,出口NO_x浓度升高;锅炉负荷降低,出口NO_x浓度随之降低。臭氧脱硝效率随O_3/NO摩尔比和臭氧投加量的增加而增大,但当O_3/NO摩尔比超过一定值后,其增大速率随臭氧量的增加而逐渐变缓。臭氧脱硝技术中脱硝效率受NO_x初始浓度的影响较小,O_3/NO摩尔比达到一定量时,可保证不同NO_x初始浓度波动下的脱硝效率。本试验获得的特性曲线为臭氧脱硝技术最佳臭氧喷射量的确定提供了依据,即在保证脱硝效率的前提下,如何选择最佳的O_3/NO摩尔比。应用臭氧脱硝技术后,该电厂顺利通过了168 h测试,烟气排放中NO_x浓度稳定在50 mg/Nm~3以下,满足国家超低排放要求,可见采用活性分子臭氧对烟气中的NO_x具有良好的脱除效果。     

气液双相强化的湿式氧化锰循环烟气脱硝研究

采用NO_2气体和Mn O_2固体进行气液两相强化吸收脱硝实验。N O_2混入模拟烟道气中,提高氧化度,强化NO溶入吸收液中;MnO_2混入稀硝酸中,将吸收产物及时氧化成硝酸锰。在填料塔内进行脱硝实验,主要考察MnO_2浓度、NO_x氧化度、反应温度、吸收液初始pH、液气比、Mn(NO_3)_2浓度对脱硝效率的影响。结果表明,优化各工艺参数,NO_x的脱除效率可达82.68%;吸收液主要成分为Mn(NO_3)_2,不断累积后对脱硝率没有影响,浓缩热分解可得到N O_2和Mn O_2。     

制备参数对Mn-Ce-W/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Mn-Ce-W/TiO2催化剂,研究分析了一步浸渍和分步浸顺序、W含量、焙烧温度等制备参数对催化剂脱硝性能的影响.结果表明:添加W有助于稳定TiO2晶体结构,提高TiO2的相变温度,从而抑制TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变,提高催化剂的脱硝效率.浸渍顺序应先钨后Mn、Ce,W的添加量为5%,在450 ℃焙烧得到的催化剂的脱硝效率最佳.     

烟煤在超临界水中催化气化的研究

以鄂尔多斯烟煤为例,利用间歇反应釜,在超临界水条件下考察了反应温度、水煤比以及K2CO3添加量等因素对煤气化反应的影响.结果表明,温度对煤的转化率和气相收率有重要影响,且转化率和气相收率随温度的升高而增加;增加水煤比会提高煤转化率和气相收率,但其对气体组成和煤转化率影响的幅度随水煤比的增加而减小;在5%～20%(质量分数)煤催化剂添加条件下,煤转化率随催化剂添加量的增加而迅速增加.在研究考察范围内,煤颗粒尺寸在80目～150目范围内,最佳的反应条件是:反应温度为650℃,水煤比为20∶1,K2CO3添加量为20%(质量分数)煤.相应的反应结果是:煤转化率达到84%以上,气相收率高于3 000 mL/g daf coal,其中氢气收率为1 900 mL/g daf coal,甲烷收率为450 mL/g daf coal.     

CeO_2纳米棒负载Co催化CO脱除NO_x的机理

以碱法水热合成径向尺寸6~10nm的CeO_2纳米棒,采用湿法浸渍在纳米棒上负载不同含量的Co氧化物。通过实验探究Co含量改变对脱硝性能的影响原理,实验结果显示浸渍方案为3g CeO_2∶30ml 10%(质量分数)硝酸钴溶液时,脱硝效率最高,在NO与CO摩尔比为1∶5,体积空速为30000h~(-1),无氧状态下,250℃即能达到70%以上的效率。采用氮气吸附、XPS、TEM以及XRD测试不同钴含量催化剂的物化性质,与催化性能结果比对分析后得出Co的添加是通过改变催化剂表面的活性官能团来提高效率,其中Co_2O_3对于催化CO与NO_x进行反应具有较高的效率,提高催化剂中Co_2O_3的比重可以将高效率温度段降低,CoO在一定程度上对CO与NO_x反应具有负面作用,而Co_3O_4对低温阶段N_2O选择性影响较大。     

添加剂对NO_xOUT脱硝及N_2O、CO生成的影响特性

通过试验研究了NOx污染的NOxOUT脱除特点和温室气体N2O及CO的生成规律,结合动力学分析,探讨了添加剂的作用。结果表明:在不同氨氮比(NSR)下,最佳反应温度为950℃,最高脱硝效率可达76.33%;N2O随温度的生成曲线类似于效率曲线,在950℃左右达到最大排放量;N2O的排放随NSR和氧量的增加而升高;温度较高时,N2O的排放随停留时间的延长先增加后减少;碳酸钠、乙酸钠、谷氨酸钠及乙醇可有效提高低温侧的脱硝效率和拓宽相应的温度窗口,其中谷氨酸钠最为明显;脱硝效率随钠盐添加量的变化与温度有关,钠原子最佳添加量为60μl·L-1;上述添加剂均可明显降低中高温段的N2O、CO排放,低温端则相反;N2O、CO的排放随温度、添加剂种类及浓度的不同而呈现各自的变化趋势。     

碳电热还原法熔炼一次铝硅合金的反应过程

以Al2O3尾矿和烟煤为原料,在碳管炉内进行了一次铝硅合金熔炼,采用X射线衍射光谱对不同温度不同加碳量反应后的产物进行物相分析,探讨了由尾矿生产一次铝硅合金的反应过程并获得了合格的一次铝硅合金产品. 结果表明,尾矿加烟煤在碳管炉内还原时,在较低温度(<1600℃)下,尾矿中的SiO2与C反应生成SiC,当温度上升到1700~1800℃时,尾矿中的Al2O3开始与C反应生成铝氧碳化物,当温度继续升高到1800℃以上时,在较低温度生成的铝氧碳化物被SiC分解,生成铝和硅,成为一次铝硅合金,最终获得的一次铝硅合金含铝量达40%以上.     

单分散大粒径硅溶胶的制备

采用单质硅粉水解法,经过初级粒子制备和粒子多级生长,制备了单分散的大粒径硅溶胶,考察了反应温度、反应时间、硅粉添加量、氢氧化钠浓度等因素对粒径及PDI的影响.最优实验条件为:反应温度70℃、反应时间12h、硅粉添加量21 g、氢氧化钠浓度0.5wt％.最优条件下的硅溶胶粒径为20 nm,通过粒径的多次生长,制备出粒径为90 nm的硅溶胶,且呈单分散性.