降低柴油机NOx排放的两种Urea-SCR催化剂对比试验

采用钒基与Fe-Cu分子筛催化剂的两种选择性催化还原(SCR)催化器来降低柴油机排气中的氮氧化物(NOx)浓度(体积分数ψ),在发动机台架系统上进行试验,对比研究催化剂温度、空速、氨储存特性以及异氰酸(HNCO)的水解特性等因素对NOx转化效率的影响.结果表明,Fe-Cu分子筛催化剂温度窗口比钒基催化剂要宽,低温催化效率好.排气温度为250℃时,催化效率可达80％;排气温度为200℃时,空速对钒基催化剂的影响比分子筛的要大;排气温度为350℃以下,两种催化剂基本不受空速的影响.Fe-Cu分子筛催化剂的储氨能力在293℃和378℃时都比钒基强;钒基催化剂在低温下对异氰酸的催化水解效果比分子筛的更佳,在中高温下两者效果都很好,     

等离子体与催化剂协同脱除柴油机NO_x的研究

在模拟发动机排气条件下对等离子体与催化剂协同脱除柴油机NOx进行了测试。考察了单独等离子体、单独催化、等离子体与催化协同作用下的转化效果,分别测试了NO体积分数、还原HC体积分数、输入能量密度、催化载体类型、温度以及CO,H2,CO2等因素对NOx转化效率的影响。     

钒系SCR催化剂对汞形态转化的影响

为研究燃煤电站选择性催化还原(SCR)系统对烟气汞形态转化的作用,通过浸渍法制备钒系(V2O5/TiO2)SCR催化剂,利用实验室SCR汞形态转化试验台研究催化剂钒(V)负载量、反应温度、烟气组分、氨气和空速等因素对汞形态转化反应的影响.结果表明:V2O5负载量的增大在其表面形成更多的V活性中心位,促进汞形态的转化;在试验条件下,SCR催化剂活性随温度升高而增强,最大汞转化率达99.2%;烟气中的HCl为汞氧化反应提供所需的活性Cl原子;NH3与汞氧化反应组分在催化剂表面发生竞争吸附,抑制了汞氧化反应的发生;空速增大不利于汞的形态转化.     

Pr掺杂SrTiO3催化乙炔黑选择性还原NOx的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Pr0.005Sr0.995 TiO3催化剂,并用XRD,SEM,BET等手段对该催化剂进行了表征,在此基础上考察了反应条件对乙炔黑还原去除NOx的影响.研究结果表明:催化剂具有立方结构(Pm(3)m),比表面积约28m2/g.NOx去除率在温度650℃、氧气质量分数10％、空速24 000 h-1、乙炔黑/催化剂比值0.15时达到最大值.此外,吸附于催化剂表面氧空位上的亚硝酰基是NOx的转化过程中重要的中间态物种.     

甲醇脱水制二甲醚催化剂的研究

采用浸渍法制备MgO/HZSM-5负载型催化剂,测定其对甲醇制备二甲醚反应的活性,且在此基础上考察活性组分负载量、反应温度、空速对催化剂性能的影响,同时用XRD、NH3-TPD、BET等测试手段对催化剂的结构特征进行研究.结果表明:采用浸渍法制备的MgO/HZSM-5对甲醇脱水制备二甲醚具有良好的活性和选择性.在反应温度260℃,空速1 500 h-1时,催化剂具有最佳的催化性能.     

固定床催化合成N,N,N′,N′-四甲基乙二胺的研究

通过自制备的金属负载型催化剂,以二甲胺和乙二醇为原料,在气固固定床反应器中合成了N,N,N′,N′-四甲基乙二胺.以γ-Al2O3为载体,Cu、Ni、Cr、Zn等金属为活性组分,通过浸渍法制备了3种二元金属负载型催化剂:Cu-Ni型、Cu-Zn型、Cu-Cr型.在相同条件下对3种催化剂的催化性能进行了考察,对乙二醇转化率及四甲基乙二胺的选择性进行了分析,结果表明:Cu-Ni型催化剂的催化效果最佳.通过平行实验对反应温度、胺醇的物质的量比及体积空速进行了研究,获得了较优的条件区间范围.根据平行实验结果,采用响应面实验设计方法(DesignEx-pert软件)对反应条件进行了优化,获得了最优的反应条件:以Cu-Ni为活性组分的催化剂进行催化,反应温度为204.81℃,胺醇的物质的量比为5.27,体积空速为0.29h-1,最佳产率可以达到79.84%.     

Mn-Ce/AC催化剂低温NH3选择性催化还原NO的性能

采用浸渍法制备了一系列Mn-Ce/AC催化剂,以NH3为还原剂,通过程序升温反应考察其选择性催化还原NO的催化性能.结果表明,氨氮比和空速对Mn-Ce/AC催化剂的催化活性有一定的影响.n(NH3)∶ n(NO)=1∶1,空速为2000h-1时活性最佳,在反应温度接近90℃时NO脱除率达到90％,在120～250℃温度范围内,能保持99％以上的高脱除率.Mn-Ce/AC催化剂抗水和抗硫性能良好,在相对较高的温度下,催化剂仍能保持高的脱硝性能;低浓度的SO2对催化剂脱硝性能影响不大,但当SO2浓度上升到1 500 μL/L时,NO的最高脱除率只有70％.     

甲醇脱氢制甲醛Cu/SiO2催化剂的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu/SiO2负载型催化剂,测定其对甲醇脱氢制甲醛反应的活性,并详细考察反应温度、进料浓度、空速等因素对催化剂催化性能的影响,同时应用TPR、XRD等分析技术对催化剂的结构特征进行研究.实验结果表明,采用溶胶-凝胶法制备的Cu/SiO2催化剂对甲醇脱氢制甲醛具有良好的活性和选择性,活性组分与载体、助剂Cr之间存在较强的相互作用.添加助剂Cr可使Cu高度分散于非晶态SiO2载体上.在反应温度650℃,甲醇进料比为16.7%,空速为1.5×10^4h^-1左右时,催化剂具有最佳的催化性能.     

天然气发动机三效催化剂

开发天然气发动机专用三效催化剂,以贵金属钯Pd、同时添加少量铂Pt作为活性组份。在试验室小样评价系统上对所制备的不同催化剂涂层材料和活性助剂进行起燃温度、转化效率和耐久性对比评价。小样试验结果表明,Si-Al-O体系的材料兼具较好的耐硫中毒性能和最大转化效率,因此选用Al2O3／SiO2作为天然气车用三效催化剂涂层材料,活性催化助剂Co-Ce-Mn-O老化后起燃温度和转化效率的指标最佳,适合作为活性助剂。     

催化裂化轻汽油在Ag改性β沸石催化剂上的醚化

制备了Ag/Hβ醚化催化剂,并在小型固定床反应装置上采用制备的催化剂进行了催化裂化轻汽油醚化试验。考察了Ag/Hβ沸石催化剂的制备条件对催化性能的影响以及反应温度、空速、醇烯比、压力对醚化反应的影响。实验结果表明,随着Ag负载量的增加,Ag/Hβ催化剂的醚化活性略有增加,当Ag负载的质量分数为2%时达到最大值,此后继续增加Ag负载量,催化剂的醚化活性下降。随着焙烧温度的增加,催化剂的活性逐渐增加,在焙烧温度450℃时达到最大值。采用Ag(2%)/Hβ催化剂具有较好的醚化活性。在最佳反应条件(温度为70℃、压力为0.8MPa、空速为1.0h-1、醇烯比为1.0)下,叔碳烯烃的转化率可达到56.27%。负载后的催化剂具有活性高、不易失活等优点。     

车用三元催化转化器快速老化试验研究

根据国内外三元催化转化器老化评价方法,建立了车用催化器快速老化试验装置,并对试验装置进行优化。试验数据表明,三元催化转化器经过100 h老化后CO、HC、NOx的起燃温度分别升高42℃、40℃、30℃,对催化器起燃不利,HC的转化效率显著降低,催化器老化后空燃比特性曲线的高效窗口几乎不复存在,催化器性能趋向恶化。     

稀土改性凹凸棒石协同等离子体净化硝酸尾气

硝酸生产尾气中含有的氮氧化物是大气污染源之一,研究采用等离子体协同稀土改性凹凸棒石粘土催化剂可有效净化脱除硝酸生产尾气中的NOx;同时该催化剂对氮氧化物还具有吸附功能,提高了反应物浓度和反应速率。试验研究表明随等离子体输入电压增加NOx脱除率增大,等离子体能够有效提高活性粒子和氧自由基浓度,增大催化剂的活性和吸附性能;催化剂煅烧温度对其催化活性也具有显著影响,适宜煅烧温度可增加催化剂表面活性点密度;CeO2稀土的引入,也可增强其反应活性。研究实验条件下最佳工艺参数为等离子体输入电压大于35 kV,催化剂煅烧温度在400-600℃,NOx脱除率最大。     

氨合成塔在适宜设计条件下的优化操作

以中型氨厂氨合成塔为例，采用数学模拟的方法，从理论上研究和分析了氨合成塔催化床进口温度、氨含量、惰性气体含量和空速分别对出口温度、氨含量、合成转化率和氨产量的影响，计算结果表明，在实际生产中催化剂活性系数由1．0降至设计值的时期内，调节进口氨含量或惰性气体含量时，平均日氨产量均不能达到设计的生产能力；而调节进口温度或空速时，平均日氨产量均可超过设计的生产能力，其中前者超过的幅度较大，可作为氨合成反应在适宜设计条件下实现优化操作的首选方案．本研究为氨合成塔的优化设计和操作提供了理论依据，对生产过程具有指导意义。     

天然气普通燃烧中NO_x、CO和未完全燃烧CH_4排放的研究

讨论民用灶具普通燃烧时,火焰周围烟气浓度和温度的分布状态以及天然气强制排烟式燃气热水器烟道中的各种烟气成份的浓度.在有烟囱的封闭空间和大空间中催化燃烧过程均可达到近零污染排放,而且其天然气的转化率接近100%.在有烟囱的封闭空间中普通的天然气燃烧排放的NOx、CO浓度和不完全燃烧CH4浓度与催化燃烧相比较,排放量比较高;在大空间中火焰周围存在着排放的废气.通过实验测量表明普通燃烧天然气的转化率低于催化燃烧方式.     

二氧化碳加氢一步法制低碳烯烃催化剂的研究

采用水热合成法制备了CuO-ZnO/SAPO-34复合催化剂,以CuO-ZnO为甲醇合成催化剂,以SAPO-34分子筛为甲醇脱水催化剂,研究了催化二氧化碳加氢一步法制备低碳烯烃的方法。通过XRD、TEM、SEM、IR和固定床反应活性评价,系统地考察了复合催化剂的物化性质和催化反应性能。在反应温度270℃、压力3.5MPa、n(H2)∶n(CO2)=4∶1、体积空速为1 600h-1的反应条件下,该催化剂表现出较好的活性和选择性。CO2的转化率可达到18.71%,乙烯、丙烯的产率分别达到9.27%和4.76%。     

加氢尾油的非临氢降凝工艺

以加氢尾油为原料,在FS-J1固定床催化反应器上利用自制的FL-J型非临氢降凝催化剂进行中试实验。在温度为340~400℃,空速为2~5 h-1的条件下,考察了催化剂的使用性能,以及产品分布和产品质量。结果表明,在常压、非临氢反应条件下,当温度为400℃、空速为2 h-1时,得到较好的产品分布,柴油的凝点为-29℃,润滑油的凝点为-16℃。催化剂运转4.5×103h进行水蒸气气提,能使催化剂活性部分得到恢复,反应温度可降低20℃左右。FL-J型非临氢降凝催化剂具有良好的应用前景。     

加氢尾油催化降凝生产润滑油基础油

以茂名石化加氢裂化尾油为原料,使用NKC-7型催化降凝催化剂,在固定床催化降凝装置上进行实验.在温度为340～400℃、空速为1～8 h-1的条件下,考察了反应温度、空速对产品分布、凝点、收率的影响.结果表明:当温度为380℃、空速为2h-1时,得到较好的产品分布,润滑油基础油的凝点为-24℃,收率为61.4％.     

改性海泡石催化剂协同低温等离子体脱除NOx

为了环境保护的目的,采用盐酸浸泡和硝酸铜改性海泡石,并经高温煅烧制得改性海泡石催化剂,在介质阻挡放电反应器中该催化剂协同低温等离子体氧化脱除汽车尾气中的NO。试验证明低温等离子体协同改性海泡石催化剂能够有效脱除NO,反应器输入电压、酸浸浓度以及催化剂煅烧温度对NO脱除率有显著影响。NO脱除率随输入电压增大而增加,等离子体能够有效提高活性粒子和氧自由基浓度,以及增大催化剂的活性和吸附性能。NO脱除率随酸浸浓度和煅烧温度的增大先增加而后降低,NO脱除率具有最佳峰值。最佳实验条件为等离子体输入电压〉30kV、盐酸浓度1．5mol／L左右、煅烧温度400℃左右。NO最大脱除率可达88．49／5左右。该研究为脱除NOx的工业性应用提供了理论依据。     

大港常压渣油悬浮床加氢裂化反应

采用悬浮床加氢技术和水溶性分散催化剂对大港常压渣油进行了轻质化和改质研究。对催化剂金属组成、催化剂应用条件和生焦率及转化率的关系进行了系统考察。结果表明,在催化剂加入量300μg/g、反应温度430℃、空速1.0h-1和反应压力7MPa条件下单程通过反应处理大港常压渣油得到轻柴油和减压馏分油的收率分别为21.2%及47.7%。甲苯不溶物收率低于1.4%,渣油(<524℃馏分)的转化率可达到80%以上。催化剂组成和反应温度对原料转化和反应过程的生焦有较明显的影响。反应时间增加转化率和生焦倾向都增加,反应压力升高转化率变化不大,生焦倾向减少。尾油循环能进一步提高常压渣油的转化能力,但提高程度有限。