独居石负载Fe2O3矿物催化材料的NH3-SCR脱硝性能研究

以白云鄂博矿中的独居石为催化材料的载体,采用硝酸铁溶液浸渍、马弗炉焙烧获得一系列矿物催化材料。采用X射线晶体衍射(XRD),扫描电镜(SEM),比表面积分析(BET),X射线荧光光谱分析(XRF),氨气程序升温脱附(NH₃-TPD),X射线电子能谱(XPS)以及原位红外(in-situ DRIFTS)等手段对催化剂进行相关的表征分析,在微型反应器中评估和比较了不同样品的脱硝活性。结果表明,在硝酸铁溶液浓度为0.5 mol·L^-1时,独居石负载Fe₂O₃的活性粉体的脱硝效率最佳。反应温度为300℃时,脱硝效率可达80.52%。研究表明负载Fe后矿物表面大量裂纹与孔洞,比表面积增大;且大部分Fe₂O₃以高分散或无定形状态嵌布在独居石上,形成了少部分的铁铈复合氧化物。XPS表明催化材料中Ce³⁺,Fe²⁺所占比例最高,并具有大量酸性位,表面吸附NH₃的能力逐渐提升,从而提高矿物催化材料脱硝活性;催...     

反向凝固母带拉速对结晶器流场影响的数值模拟

在连续统一模型的基础上建立了描述反向凝固结晶器中的流动与传热的数学模型。利用有限差分方法，计算出了反向凝固结晶器中母带厚度的变化规律，随着母带在钢液中停留时间的增加，母带厚度初期迅速增长，中期平衡相持，后期快速回熔；并进一步研究了反向凝固母带拉速对结晶器中流场的影响情况，拉速较小时，紧贴母带的钢液随母带-同运动，对整个流场的影响不大，当拉速较大或拉速变化较大时，部分甚至整个流场都发生了变化。计算结果表明采用数值模拟求解结果与试验数据是吻合的，证明假设合理，模型正确。     

平焰燃烧主要燃烧区冷态轴向速度场的PIV研究

针对单烧嘴湍流平焰燃烧冷态模型实验(1∶1),采用粒子激光成像测速(PIV)技术对烧嘴下方的主要燃烧速度场进行了测量,得出在旋流强度为1.76,空气量/煤气量=13.68时的速度场;速度场主要由回流区和贴附射流区组成;主要探讨了2个区域轴向速度的分布特性,为后续热态实验研究打下基础.     

平展流冷态湍流场的PIV测量

针对单烧嘴湍流预混平焰冷态实验模型,采用粒子激光测速(PIV)技术对烧嘴下方主要燃烧区的速度场(250mm×350mm)进行了测量,得出在旋流强度为1.76,空气量/煤气量为19.39下的速度场。速度场由回流区、附壁射流区和过渡区组成,同时进一步分析了三个区域内径向速度和轴向速度的变化规律。     

CSP辊底加热炉供煤气量随坯厚、坯温变化规律的模拟研究

研究了CSP辊底加热炉内的传热过程及其规律.采用数值模拟的方法,在进行合理简化后,建立总能量平衡基础上的炉内热过程数学模型,其中辐射传递方程的求解采用离散坐标法.自主开发了该炉型的通用热过程模拟软件,采集包钢CSP薄板坯连铸连轧厂的生产数据进行验证计算,计算所得钢坯温度与实际温度的相对误差小于1%,表明该模型假设合理,建模正确;该软件能够应用于该类型加热炉的设计、管理和研究等领域,为确定CSP生产线高拉速(提高入炉坯温)、多钢种的生产工艺参数创造了条件.     

平展流燃烧器内湍流输运过程的数值模拟

采用任意拉格朗日一欧拉(ALE)框架下的有限体积法对平展流湍流输运特性进行了数值模拟研究。根据平展流特征对湍流模拟的κ-ε模型进行了修正，并对计算网格的生成进行了探讨，在此基础上分析了旋流强度对平展流输运特性的影响以及两个平行平展流间的相互作用。     

Ce联合Nb/Co改性稀土尾矿催化剂NH3-SCR性能及脱硝机理研究

白云鄂博稀土尾矿含有Fe、Ce等利于催化脱硝的活性元素,作为天然矿物对环境友好且成本低,是做脱硝催化剂的天然原料,但稀土尾矿催化剂温度窗口较窄(350~450℃)。为拓宽稀土尾矿催化剂的温度窗口,用Ce、Nb、Co改性稀土尾矿,采用水热法制备了一系列Ce-M(Nb、Co)改性稀土尾矿催化剂,探究元素比例及元素种类对脱硝性能的影响。通过BET、XRD、XPS、H2-TPR和NH3-TPD对改性稀土尾矿进行表征分析,并利用In situ DRIFTS 技术对Ce-Co改性稀土尾矿的NH3-SCR机理进行了探究。结果显示,Ce-Nb(2:1)改性稀土尾矿在300~400℃脱硝效率最高为85%,Ce-Co(2:1)改性稀土尾矿在250~400℃脱硝效率能够达到90%。Nb和Co的加入提高了催化剂表面CeCO3F的分散度,暴露更多活性吸附位点。同时,元素之间的相互作用促进了电子的转移,Nb5+的形成阻碍了Ce4+的还原,调节了氧化还原性能,使得Ce-Nb改性稀土尾矿具有优异的N2选择性。而Co的加入提高了催化剂氧化还原能力,使得Co3+增加,进而提高Br?nsted酸性位的吸附强度,NH4+及Co3+-NH2能够首先与NO反应,形成NH3HNO及NH2NO等中间产物,催化剂表面同时遵循E-R机理和L-H机理,E-R机理占主导。     

新型CeO2-Fe2O3联合催化剂用于催化CO还原NO

采用3种不同的方法合成新型的以Fe₂O₃颗粒为载体的Ce-Fe复合氧化物催化剂,探究不同制备方式的复合氧化物催化剂的催化CO还原NO性能,并通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氢气-程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)表征来对催化剂进行探究。结果证明Ce-Fe复合氧化物具有较高的催化活性,硝酸水热法Ce-Fe复合氧化物在900℃时脱硝率可达到99%以上。XRD中显示硝酸水热样品中CeO₂峰向高角度偏移,并且晶格常数变小。Raman结果说明硝酸水热样品CeO₂的振动峰向左大幅度偏移,结合XRD说明硝酸水热法可以形成Ce-O-Fe固溶体。H2-TPR说明氧化还原性:硝酸水热法>硝酸浸渍法>普通浸渍法。XPS结果说明硝酸水热法形成的Ce-O-Fe固溶体可以促进Fe³⁺向Fe²⁺、晶格氧向吸附氧的转换,这体现出复合催化剂Ce、Fe之间的联合作用。在整个反应过程中Fe₂O₃作为载体可以提供大量晶格氧,Ce-O-Fe固溶体的存在决定了复合催化剂的高催化活性。     

稠密气固两相流凸台绕流的声发射测试

近几年循环流化床锅炉水冷壁磨损较为严重,虽然采用防磨凸台可以有效减缓壁面磨损,然而基于凸台优化设计的文献还鲜见报道,因此文中使用声发射设备研究凸台绕流过程中稠密气固两相流颗粒与壁面接触程度问题,在一冷态实验台密相区,采用声发射对相同尺寸不同截面形状凸台下方颗粒与壁面接触程度进行测量,并用小波包分解处理信号。实验结果表明,0~10.5 k Hz低频段信号可以反应颗粒与壁面接触程度,重点分析该特征频段能量百分比,提出方形凸台为理论优化凸台,对进一步改进循环流化床防磨技术提供指导意见。