天然锰矿低温NH3-SCR烟气脱硝催化活性研究

本文以四种不同品位天然锰矿作为催化剂,系统地研究了天然锰矿NH_3低温选择性催化还原NO活性。通过X-射线衍射、比表面积分析、扫描电镜和程序升温脱附等方法对催化剂的物化性能进行了表征。研究结果表明:天然锰矿具有良好的脱硝性能,且随着锰矿品位降低,锰矿脱硝效果变好,其中低品位天然锰矿C~# 锰矿的脱硝效果较佳,在150～250℃范围内,脱硝率保持在95%以上,是一种稳定性高、环境友好、制作简单、成本低的催化剂。     

天然低品位锰矿烟气脱硫脱硝一体化研究

以天然锰矿作为吸收剂和催化剂, 对模拟工业烟气进行连续干法脱硫和选择性催化还原脱硝实验研究。结果表明, 锰矿作为SO₂吸收剂时具有较高的脱硫率和硫容, 作为NO催化剂时具有较高的脱硝率和较宽的工作温度窗口。天然锰矿烟气脱硫脱硝一体化实验中, 脱硫率和脱硝率分别达到99%和96%以上。此外, 脱硝过程失活的锰矿还可以作脱硫过程的吸收剂, 提高了锰矿的综合利用率。     

活性焦超低温催化脱硝及原位热再生实验研究

超低温催化脱硝是具有烟气成分简单、能耗低、阻力小等优点的新型脱硝工艺，而活性焦在超低温催化脱硝方面发挥重要作用，因而针对活性焦在不同气氛下的超低温催化脱硝及原位热再生实验研究，可为提升超低温催化脱硝性能提供技术支撑。利用微型固定床实验装置研究超低温(≤130℃)下不同气氛(氧化和还原)对活性焦脱除NO性能及热再生中NO_x气体的影响规律与原位热再生机理。结果表明：活性焦在实验条件下脱除NO过程中，出口NO体积分数曲线随时间延长呈逐渐上升趋势，表明活性焦样品中的活性位不断被占据。其他条件不变，还原气氛下NO吸收量是氧化气氛的数倍，说明还原气氛更有利于活性焦对NO的脱除；温度越低，还原气氛与氧化气氛的NO脱除量差距越大，活性焦对NO的脱除性能越强。超低温氧化气氛下，活性焦对NO的脱除过程除存在吸附作用外，还存在催化氧化作用，可将NO氧化为NO₂,并将NO₂吸附于活性焦孔隙表面，吸附态NO₂发生歧化反应，生成NO₃。催化氧化脱硝后的活性焦在原位热再生过程中，氧化生成的高阶NO_...     

活性焦干法联合脱硫脱硝的正交实验

采用正交实验,结合SEM和XPS等表征手段,研究了空速、温度、烟气中NO,SO₂的浓度等因素对含氨活性焦硫容和脱硝量的影响.结果表明,NO和SO₂之间存在着竞争吸附,SO₂优先吸附在活性焦上;NO的脱除主要是NO和NH₃的催化还原反应,SO₂的脱除是活性焦的直接催化和部分硫铵的产生;影响脱硫脱硝的主要因素是反应温度;最佳工艺条件是：空速4 500 h^-1、温度130 ℃、NO与SO₂浓度分别为0.15%和0.10%,此时硫容为152.82 mg/g,脱硝量为57.88 mg/g.     

活性焦催化氧化脱除低温烟气中NO的性能及机理

随着国家环保标准越来越严格,针对典型燃煤工业锅炉排烟温度低,烟气量小特点,为了满足烟气NOx超低排放要求,催化氧化脱硝是理想的技术。为了研究活性焦催化氧化脱除低温烟气中NO的性能及机理,利用固定床反应装置研究70~110 ℃低温烟气活性焦催化氧化脱硝过程,考察温度、烟气中O2对脱硝的影响。此外,通过解析活性焦77 K条件下N2吸/脱附等温线获得其孔径分布及比表面积、利用XPS表征活性焦炭基质及表面化学特性、应用TPD获取反应前后活性焦升温脱附曲线,研究活性焦催化氧化脱硝及活性焦热再生机制。结果表明:70~110 ℃内,温度越低活性焦催化氧化脱硝的性能越好;活性焦催化氧化脱硝初始阶段,逸出的少量NO2来自于NO和活性焦表面多聚芳环边缘的碱性含氧官能团C〖CDS1〗O反应;活性焦表面酸性含氧官能团抑制NO的吸附,而炭基质多聚芳环是构成炭基质的主要物质,其π键提供电子促进催化脱硝;无O2条件下NO作为电子受体占据吸附位,O2存在时由于O2获得π键提供的电子形成反应中间体,与NO生成NO2。活性焦催化氧化NO最终可达到低温烟气脱硝的目的,然而,由于活性焦中碳的还原作用,热再生并不能将活性焦催化氧化生成的NO2脱附,而是以NO的形态伴随着CO2脱附下来。     

钛铈锆复合氧化物的制备及选择性催化还原NO

采用共混法制备了新型钛铈锆复合氧化物(TCZO),主要研究了TiO2含量对复合氧化物氨气选择性催化还原(NH3-SCR)NO的影响。结果表明:当NH3/NO=1,空速为3 000 h-1,Ti:Ce:Zr摩尔比为8:1:0.5时,Ti8CeZr0.5O19复合氧化物脱硝催化活性最稳定;反应温度为300℃时,NO的脱除效率达到了97%;NH3-TPD表征证实Ti8CeZr0.5O19复合氧化物表面以弱酸性中心为主,酸量较高;Py-IR进一步证实了酸性中心由Lewis酸和Br觟nsted酸中心共同组成,L酸和B酸协同催化有利于促进NH3选择性催化还原NO。     

Ti-Zr-V-O/ATS复合脱硝催化剂的制备及其抗水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Ti-Zr-V-O复合脱硝催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及傅里叶红外光谱(FT-IR)等测试手段,分别对钛锆钒复合催化剂晶型、结晶形貌、组成及官能团结构等性能进行了分析表征。研究了H2O对催化剂选择性催化还原NO的影响。实验结果表明,Ti-Zr-V-O复合催化剂具有良好的脱硝催化活性和抗水性能。在空速为5 000 h-1时,反应温度240℃时,NO转化率达到96%;在10%的H2O作用下,Ti-Zr-V-O催化剂出现可逆水中毒现象,水蒸汽对低温脱硝活性具有抑制作用,对中高温催化活性具有促进作用。     

Co改性Fe_2O_3/AC催化剂低温SCR脱硝性能

以活性炭(AC)为载体,铁、钴为活性组分,采用等体积浸渍法制备Fe_2O_3/AC催化剂和Co-Fe_2O_3/AC催化剂。探讨了铁含量和钴对催化剂低温脱硝性能的影响。结果表明,当铁负载量为10%时能够取得比其它负载量较佳的NO转化效率;由于铁的存在,钴添加后能够均匀分散在催化剂表面,提供了更多的催化活性位,从而改善了Fe_2O_3/AC催化剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝活性。当Co/Fe质量比为0.7时,催化剂表现出较佳的脱硝效果。     

二氧化锰流态化还原试验研究

针对现有氧化锰矿还原处理工艺中效率低、能耗高、操作条件差、环境污染较严重等问题,利用气固流态化高效传质传热原理,将流态化快速还原技术应用于氧化锰矿的还原焙烧。广西大新锰矿矿石中的锰矿物主要以软锰矿（β-MnO₂）和复水锰矿（MnO（OH）₂）的形式存在,利用流态化状态下,气固传热效率高、接触面积大的特点,强化氧化锰矿石的还原焙烧反应,在750～850℃的温度条件下,CO含量3%~6%,获得了转化率大于90%的指标,焙烧时间只需10～60s,证实了氧化锰矿（MnO₂·nH₂O）在数十秒钟实现流态化快速还原焙烧的科学设想,将对工业化开发利用低品位锰矿资源有一定的推动作用。     

超声波强化低品位氧化锌矿在NH3-(NH4)2SO4-H2O体系中的浸出

研究了低品位氧化锌矿在NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中的浸出,并利用超声波进行了浸出过程的强化。结果表明,超声波能够强化低品位氧化锌矿在氨性浸出剂中的浸出。在总氨浓度为7.5mol/L,n[NH_4~+]∶n[NH_3]为2∶1,反应温度为40℃,反应时间为60 min,超声波浸出,液固比为5∶1的条件下,锌的浸出率可以达到92.1%。当NH3与(NH4)2SO4的摩尔比为1∶1时,此低品位氧化锌矿在浸出Zn2+所形成的配位化合物为[Zn(NH_3)_4]~(2+)。适当增加氨浓度及反应温度可有效提高锌的浸出率。     

NH3改性活性焦脱硝性能试验研究

为研究NH3改性对活性焦脱硝性能的影响,利用不同体积分数的NH3／H2O配比作为活化荆制备了一系列的活性焦,采用X光电子能谱（XPS）表征了活性焦的表面化学性质。在温度150℃条件下的固定床反应装置上,进行了活性焦脱除N0试验和NH3吸附容量试验。结果表明：添加NH3改性能够增加活性焦表面0元素和N元素的含量,并且能够明显提高活性焦的脱硝效率;活性焦的N心吸附容量越大脱硝效率越高。试验结果证实了活性焦对NH3吸附是影响其选择性催化还原脱硝反应的关键步骤。     

Mn-Fe/DPC催化剂的NH_3-SCR脱硝反应动力学研究

以白云石凹凸棒土(DPC)为载体,采用浸渍法负载Mn和Fe制备Mn-Fe/DPC脱硝催化剂。通过考察120℃～180℃下NO转化速率随NH_3、NO和O_2浓度的变化情况,借助微分反应系统计算各组分的反应级数及活化能等参数。结果表明:NH_3起始浓度对NO转化速率影响不大,可以归根于NH_3能够迅速在催化剂表面吸附;NO和O_2初始浓度越高,催化剂中NO转化速率越快,表明NO和O_2主要以气态参与反应;在120℃～180℃温度下,Mn-Fe/DPC催化剂的NH_3、NO、O_2的反应级数分别为0、1、0.39,从而得到NO转化速率方程为r_(NO)=k[NO][O_2]~(0.39)。通过计算得到该反应的表观反应活化能为40.25 kJ/mol,接近商业钒钛系催化剂和Fe基分子筛类催化剂。     

燃煤锅炉烟气SCR脱硝工艺关键技术研究

针对燃煤锅炉烟气中氮氧化物去除技术,主要探讨了选择性催化还原脱硝工艺的关键技术。对不同锅炉燃烧方式、不同烟气参数下选择性催化还原技术中烟气混合技术和催化剂技术对工程设计、运行、烟气脱硝率、氨逃逸及SO2/SO3氧化率等参数影响进行了阐述。     

循环流化床燃用半焦SNCR脱硝特性试验研究

为了检验循环流化床锅炉燃用半焦时选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术的特性,在2 MW环形炉膛循环流化床试验台上开展了SNCR脱硝特性试验研究,考察了氨水和尿素溶液2种脱硝剂在不同的旋风分离器温度（反应温度）和氨氮摩尔比（NSR）时的脱硝特性。研究结果表明：循环流化床燃烧半焦时采用SNCR脱硝技术,可有效地降低烟气中氮氧化物（NOx）排放质量浓度,氨水作为脱硝剂的效果优于尿素溶液,氨水溶液SNCR反应温度为921 ℃（NOx初始排放质量浓度为350 mg/Nm 3）,NSR达到1.77时,NOx排放质量浓度为93 mg/Nm 3,达到了国标要求;尿素溶液SNCR反应时NH3逃逸量相比氨水SNCR反应时小,但是有较高的N2O排放浓度,这2种脱硝剂的脱硝反应特性存在差异;反应温度对SNCR脱硝特性影响明显,在反应温度为833 ℃时,氨水脱硝效率较低,而尿素溶液则无脱硝效果,在反应温度为871 ℃和921 ℃时,氨水和尿素溶液均能表现出较高的脱硝效率;随着NSR提高,脱硝效率提高,但是氨逃逸和N2O的排放浓度也都增加。     

V2O5催化剂NH3-SCR脱硝机理研究综述

选择性催化还原法是应用最为广泛的一种脱硝技术,而V2O5/TiO2催化剂是SCR系统中最常用的催化剂.综述了V2O5/TiO2催化剂在NH3为还原剂条件下的SCR脱硝反应机理,并阐述了以碳基为载体的低温V2O5催化剂研究现状与催化机理.最终提出了V2O5催化剂应在低温催化剂的研制、实际运行时的脱硝反应机理、表征方法的改进等方面进行深入研究的发展方向.     

氧煤MILD燃烧条件下NO生成的动力学模拟

利用CHEMKIN研究氧化剂与内回流烟气之间的掺混温度和氧气体积分数两个关键因素对氧煤MILD燃烧条件下NO生成的影响,选取氧化剂气氛为5%O_2/90%CO_2/5%H_2O,10%O_2/85%CO_2/5%H_2O,15%O_2/80%CO_2/5%H_2O和25%O_2/70%CO_2/5%H_2O,温度为1 273,1 373和1473 K。结果表明:NH_2是一关键的前驱组分,反应NH_2+OH=NH+H_2O对促进NO生成影响最大,而反应NH_2+NO=N_2+H_2O对抑制NO生成影响最大,两者影响力随着氧气体积分数降低而加大;提高掺混温度和氧气体积分数可增大燃料N→NO的转化率和OH基团的平衡浓度,氧气体积分数10%~15%是一个可兼顾CO和NO排放的较合理区间,且氧气体积分数的改变对污染物排放的影响与掺混温度的关系不大;NO还原路径的反应速率在低氧气体积分数下反而有不同程度的增大,在MILD燃烧条件下,还原反应的趋势增强,从而延长反应进程,增加系统的整体复杂性。     

高铁氧化锰矿综合利用现状及还原焙烧发展趋势

锰被广泛应用于钢铁、化工、有色冶金、电池等领域。我国氧化锰矿大多数为高铁低锰的贫矿，冶炼前大多需要选矿预处理。常用工艺有高炉冶炼法、还原焙烧—浸出法、直接还原—浸出法。其中，还原焙烧—浸出工艺可以实现铁锰矿物的选择性分离，综合资源利用率高，但焙烧过程的能耗很大。对铁锰矿物同步还原反应热力学条件与动力学过程进行研究，明确氧化铁矿物磁化还原与氧化锰预还原交互作用及同步还原规律、氧化锰和氧化铁矿矿相转变和晶型转变规律、还原过程中粘结物的矿物组成和粘结方式，为实现铁矿物和锰矿物低温还原，节约能源消耗提供理论依据。     

金属铁直接催化还原NO的实验研究

在水平陶瓷管反应器中对铁丝网卷直接催化还原NO的特性进行实验研究,于-300～-1 100 ℃对还原性气体CO、氧化性气体O2,CO2以及模拟烟气等气氛条件下的NO脱除效率进行测试,并对铁丝反应后表面组分变化特点进行X光衍射（XRD）分析。结果表明,金属铁具有非常高效的直接催化还原NO的作用。在温度高于700 ℃、N2气氛中,铁直接催化还原NO的效率超过90%。CO有利于铁的氧化物还原为金属铁,进一步提高了铁直接催化还原NO的效率;而O2能将金属铁氧化为Fe2O3,降低了铁直接催化还原NO的效率;CO2气体的影响相对较小。当温度达到950 ℃后,在模拟烟气（含16.8%CO2,2% O2）条件下,铁丝网和4.01%的CO即可达到90%以上的NO脱除效率。     

某低品位锰矿还原焙烧—直接酸浸工艺研究

根据某低品位锰矿石中锰矿物存在的形态特点,进行了还原焙烧—直接酸浸工艺技术条件研究。结果表明,适宜的还原焙烧工艺条件:烟煤与试样质量比为10%,焙烧温度为700℃,焙烧时间为60 min;适宜的浸出条件:液固比为3∶1,硫酸用量为200 mL/kg,搅拌速度为250r/min,浸出时间为30 min,最终锰浸出率达92.41%。     

黄铁矿-微生物体系还原浸出低品位氧化锰矿工艺过程研究

利用黄铁矿和微生物组合浸出低品位氧化锰矿,研究了pH值、矿浆浓度和接菌浓度对低品位氧化锰矿中锰元素浸出的影响。结果表明,在pH＝1.6、矿浆浓度15%和接菌浓度20%的条件下,锰浸出率达到92.3%。嗜酸氧化亚铁硫杆菌与溶液中的Fe³⁺能够促进黄铁矿发生氧化还原反应,进而强化氧化锰矿中锰元素的浸出。