煤焦直接还原脱除烟道气氮氧化物

选用3种不同煤焦,采用程序升温和恒温实验方法,在固定床上考察了不同实验条件下的NO转化率和C对NO选择性,分析了煤焦脱硝的机理和影响因素。实验结果表明：NO和O₂在煤焦表面发生化学吸附所形成的络合物在脱硝过程中起着关键作用,影响C-NO反应和C-O₂反应的竞争与协作关系。在所考察的煤焦中锡林浩特褐煤焦脱硝效果最好,当温度为723 K时烟道气中NO还原率可达99%;在温度623～923 K、O₂浓度0～5%范围内,提高温度和O₂浓度均有利于提高NO转化率,而降低O₂浓度有利于提高C对NO选择性;烟道气中NO浓度越高,其转化率越低,但C对NO选择性越高。     

煤焦直接还原脱除烟道气氮氧化物

选用3种不同煤焦,采用程序升温和恒温实验方法,在固定床上考察了不同实验条件下的NO转化率和C对NO选择性,分析了煤焦脱硝的机理和影响因素。实验结果表明:NO和O2在煤焦表面发生化学吸附所形成的络合物在脱硝过程中起着关键作用,影响C-NO反应和C-O2反应的竞争与协作关系。在所考察的煤焦中锡林浩特褐煤焦脱硝效果最好,当温度为723 K时烟道气中NO还原率可达99%;在温度623~923 K、O2浓度0~5%范围内,提高温度和O2浓度均有利于提高NO转化率,而降低O2浓度有利于提高C对NO选择性;烟道气中NO浓度越高,其转化率越低,但C对NO选择性越高。     

铜铈改性镁铝尖晶石作为助催化剂同时脱除FCC烟气中的SOx,Nox

为降低催化裂化烟气中的SO_x、No_x,采用溶胶凝胶法合成了Mg-Al尖晶石,并通过共胶法进行金属氧化物改性制备得到催化裂化烟气脱硫脱硝助催化剂。在小型固定床反应装置上考察了铜铈改性以及烟气中O₂含量对尖晶石脱硫脱硝性能的影响,并在小型提升管装置上考察了铜铈复合改性后尖晶石同时脱硫脱硝的性能。结果表明：经铜铈复合改性后的尖晶石脱硫活性最高,40min内仍能保持90.67%的SO₂脱除率;含铜尖晶石的脱硝性能最优,450℃后NO转化率达100%。烟气中O₂含量对脱硫有利而对脱硝不利,当O₂含量过高时,NO不能有效脱除。原位红外漫反射分析表明：含铜尖晶石良好的脱硝性能是因为其含有的Cu⁺对CO优异的吸附性能,O₂的影响在于其与CO的反应,导致CO消耗。提升管装置评价实验结果表明：主风量为0.6m³/h时,CuCe-MgAl脱硫效率为59.96%,脱硝效率为87.63%。当主风量为0.8m³/h时,脱硫效果提升至74.50%而失去了脱硝功能。     

燃煤电厂SCR烟气脱硝效率影响因素研究

为了最大程度的提高燃煤电厂烟气脱硝效率,以SCR烟气脱硝效率为评价指标,采用烟气脱硝反应实验装置研究了不同催化剂类型、反应温度、氨氮比、氧气浓度、含水量以及空速等因素对SCR烟气脱硝效率的影响。实验结果表明,在其他实验条件均相同的情况下,铜基分子筛催化剂Cu-ZSM对目标模拟烟气的脱硝效果明显优于其他类型的催化剂;当反应温度为320℃、氧气浓度为5%时,SCR烟气脱硝效率可以达到最大;氨氮比越大,SCR烟气脱硝效率就越大,推荐最佳的氨氮比为1.0;含水量和空速越大,SCR烟气脱硝效率就越小,在实际应用过程中,应选择合适的空速,以平衡脱硝效率和经济成本,同时应尽可能的降低含水量,以最大限度的提高燃煤电厂SCR烟气脱硝效率。     

分子筛吸附脱除燃煤烟气硫碳硝的研究进展

煤炭是我国主要的能源,但燃煤烟气中二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)、一氧化氮(NO)等污染物会对环境和人类健康造成不利的影响。本文综述了分子筛及改性分子筛吸附脱硫、脱碳、脱硝技术和同时脱硫脱硝技术的现状;分析了温度、改性对脱硫的影响,压力、温度、改性对脱碳的影响,O2、水分、改性对脱硝的影响以及浓度、抗硫性能对脱硫脱硝的影响;并对同时脱除上述3种气体的发展趋势进行了展望,为多组分气体共吸附技术及燃煤烟气硫碳硝同时脱除的工业化应用提供理论依据和方法。     

铁基催化剂脱除NO气体的研究现状

对金属铁及其化合物在烟气脱硝过程中的催化作用的研究进展进行了综述。金属铁能够直接催化还原NO为N2,同时铁被氧化为铁的氧化物。当在烟气中补充一定量的还原气体CO,则CO通过还原铁的氧化物以保证金属铁和NO的连续反应,从而提高NO的脱除效率。在典型的模拟烟气条件下铁丝网在900℃以上可达到90%以上的脱硝效率。Fe2O3能有效地还原再燃脱硝过程的中间产物HCN/NH3,从而大幅度提高再燃脱硝的效率。此外,Fe-ZSM-5分子筛也具有催化还原NO的性能。铁催化还原NO的微观反应机理尚需深入研究。     

改性炭基催化剂低温烟气选择性还原脱硝性能研究

采用活性炭为载体,通过浸渍沉淀法制备低温脱硝催化剂(LSCR),对烟气进行了低温选择性催化还原脱硝实验研究。采用氧化和金属离子交换的方法,对活性炭进行表面结构改性,改善活性炭的干燥性能和干燥速率,同时也大大提高了活性金属氧化物的分散性和负载量;在浸渍沉淀过程中添加活化剂H-1,有利于金属氧化物的均匀分布和沉淀,并焙烧产生气孔和改性活性炭有利于吸附NH3和增大活性金属氧化物表面积,提高了NO脱除效率;改性后的活性炭浸渍沉淀金属氧化物,制备出了三种不同规格炭基材料的LSCR催化剂(C1,C2,C3);在不同空速条件下,对烟气进行脱硝测试,实验中操作温度范围在90-110℃之间,空速在7500-25000h-1之间,实验结果表明C1和C2具有较好的脱除效率,空速对活性炭的脱除效率影响较大。实验中空速为15000h-1,反应温度为100℃时,氮氧化物的转化率稳定为86%,所制备的催化剂具有良好的抗低浓度SO2的性能;实验中还发现,氨气通入的先后顺序对脱硝速率有很大的影响,先通入氨气有利于氨气占领吸附位,脱硝反应速率快。     

锰改性磁铁矿催化NH_3-SCR脱硝性能研究

采用水热法制备锰改性磁铁矿型催化剂用于烧结烟气选择性催化还原脱硝反应,研究水热反应温度对催化剂物理化学性能及脱硝性能的影响。结果表明,160℃水热反应制备的催化剂MnFe_2O_4-160表现出最佳的脱硝性能,在反应温度80℃即可达到90%的脱硝效率。提高锰的平均价态,促进表面吸附氧含量,增大比表面积,有利于提高锰改性磁铁矿催化剂的低温脱硝性能。     

基于α-FeOOH催化H2O2蒸气的低温烟气脱硝实验

针铁矿是分布广泛、储量丰富的铁氧化物,其主要成分为α-羟基氧化铁（α-FeOOH）。为了探究针铁矿在催化H₂O₂烟气脱硝反应中的性能,本文通过沉淀-水解法制备了α-FeOOH,并在自行搭建的实验台上开展了α-FeOOH催化H₂O₂的低温烟气脱硝实验研究,深入分析了H₂O₂流量、H₂O₂浓度、汽化温度、反应温度和共存气体浓度等工况参数对脱硝性能的影响。采用离子色谱（IC）分析了单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后的含氧酸成分,结合各项表征分析技术考察了催化剂反应前后的理化特性和稳定性。实验结果显示,随着汽化温度和反应温度的升高,NO的脱除效率先增加后降低;增加H₂O₂浓度对脱硝效率有明显的促进作用。当汽化温度为140℃、反应温度为160℃时,以2.5mL/h注入10mol/L的H₂O₂脱硝效率达到80%。当SO₂浓度为1000μL/L时,脱硝效率提高至86.4%。离子色谱分析结果显示,单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后含氧酸产物为HNO₃和H₂SO₄。反应前后催化剂的表征结果显示,α-FeOOH在脱硝反应后依然具有良好的稳定性,显示出针铁矿在低温烟气脱硝工艺中的潜在应用前景。     

SCR催化剂低温协同脱除二噁英和NO_x研究进展

分别阐述SCR催化剂降解二噁英机理和NH3-SCR脱硝机理;重点关注常规SCR催化剂(V2O5-WO3/Ti O2)协同脱除二噁英和NO_x的研究进展。得出常规SCR催化剂脱硝活性温度区为300～400℃,催化降解二噁英的活性温度区为200～300℃,因此难以在低温区(<200℃)实现两者协同脱除。为了避免烟气再热所需额外能耗,提高二噁英和NO_x低温协同脱除效率,指出提高催化剂低温活性是解决上述问题的有效途径之一,并从催化剂成分改性和多途径耦合两方面提出了几种提升催化剂低温(<200℃)活性的方法,详细阐述了载体选择和改性、元素掺杂、臭氧添加、紫外光照射、等离子体辅助等方法对催化剂低温活性的提升作用。     

负载金属催化剂的褐煤活性半焦脱除烟气中NO性能及机理

对负载金属催化剂的褐煤活性半焦脱除烟气中NO的性能进行了研究,并对其反应机理进行了探讨。使用自制的脱硝剂在固定床反应装置上进行了脱硝实验;使用红外光谱仪（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）对脱硝剂脱硝前后的表面官能团及金属活性相进行了分析。结果表明,金属铜作为催化剂具有优于其他金属的脱硝性能;在铜基催化剂中添加铁作为助剂的活性半焦具有更优的脱硝性能,其有效脱硝质量可达8.70g（基于100g活性半焦）;金属催化剂的低价态活性相具有较高的催化活性,随着脱硝反应的进行,金属活性相被氧化成为活性较低的高价态,最终完全失活;复合金属氧化物铁酸铜能起到活性相"存储"作用,在反应过程中分解成为活性更高的金属活性相,从而提高了脱硝性能。     

生物质活性炭烟气脱硫脱硝的研究进展

烟气脱硫脱硝技术是燃煤电厂烟气污染物控制的主流技术,其中生物质活性炭烟气脱硫脱硝以其新颖、高效、经济、资源化的特点成为近年来的研究热点。生物质活性炭烟气脱硫技术以吸附脱硫为主;生物质活性炭烟气脱硝技术根据烟气温度窗口划分为低温吸附脱硝（包括NO吸附与NO氧化吸附）、中温NH₃-SCR脱硝技术及高温异相还原脱硝技术。综述了孔隙结构、表面化学性质、表面改性等因素对生物质活性炭脱硫脱硝性能的影响,总结了提高生物质活性炭脱硫脱硝性能的途径与方法。最后指出,生物质活性炭异相还原脱硝反应建立更为通用的动力学模型、NH₃-SCR脱硝技术中生物质活性炭催化剂效率的进一步提升、生物质活性炭脱硫脱硝制备生物缓释肥、生物质活性炭改性与担载催化剂实现多污染物一体化脱除等方向可做深入探索与研究。     

等速升温流态化下CaO/生物质焦的SO2/NO联合脱除特性

燃煤锅炉污染物超低排放标准对电厂脱硫和脱硝系统提出了更高的要求。CaO作为脱硫剂可以实现循环流化床锅炉烟气中SO₂的高效脱除,焦炭作为还原剂直接还原NO,同时CaO的存在对焦炭还原NO起催化作用,可以实现燃煤烟气中SO₂/NO的联合脱除。为了探究连续温度变化对CaO/生物质焦联合脱硫脱硝性能的影响,在钙循环捕集CO₂技术背景下,研究了等速升温流态化下CaO/生物质焦的SO₂/NO联合脱除特性。探究了烟气中O₂和CO₂对CaO/椰壳焦脱除SO₂/NO的影响。结果表明,O₂通过对椰壳焦表面碳原子的活化作用降低了异相还原NO温度,在300~950℃等速升温过程中CaO/椰壳焦的NO脱除效率逐渐增加,780℃以上能实现100%脱硝。O₂也提高了CaO/椰壳焦的脱硫效率。CO₂与CaO的碳酸化反应以及与椰壳焦的气化反应对同时脱除SO₂/NO有明显抑制作用。O₂和CO₂共同作用下,在500~800℃内CaO/椰壳焦的脱硝效率随温度升高而增加,脱硫效率先降低后升高。NO促进了CaO/椰壳焦脱除SO₂,而SO₂对脱硝有抑制作用。800℃时CaO/椰壳焦同时脱除SO₂和NO的效率分别为97.7%和93.9%。     

Ti/Sn掺杂CeMn基催化剂的低温脱硝活性及抗水性能

采用共沉淀法制备了Ti/Sn掺杂的CeMn基复合金属氧化物催化剂,研究了Ti/Sn改性对CeMnO_x催化剂的脱硝性能和抗水性能的影响,并通过物化性能表征对催化剂的微观结构、吸附氨状态、氧化还原能力以及表面元素价态进行了分析。结果表明,Ti和Sn元素的引入均可以提升CeMnO_x催化剂低温NO_x转化活性和抗水性能,并且Ti的提升效果更加显著,在150～250℃,CeMnTiO_x脱硝效率接近100%,在200℃、10vol%H₂O条件下,脱硝效率维持在95%以上。H₂程序升温还原、NH₃程序升温脱附及X射线光电子能谱等检测结果表明催化剂表面Ce-O-Ti和Mn-O-Ti结构的形成提升了催化剂的氧化还原性能,增多了催化剂表面弱酸位、中强酸位数量,同时形成了更多的氧空位,从而使催化剂获得了良好的低温NO_x转化活性。     

高温烟气中煤焦气化行为

针对高温烟气中煤焦的气化行为,本文采用FactSage 6.1计算了煤焦在高温烟气下的高温反应特性,并利用热重分析仪分析了煤焦气化行为。通过沉降炉实验进一步研究了不同温度、气体配比、粒径条件下气体产物的动态析出特性,同时计算了评价指标α、β、LHV值。结果表明：随着温度的升高,气体产物H₂和CO的含量增加,β、α、LHV值增大,CH₄和CO₂的含量下降。在温度为1200℃时,β、α值分别由CO₂/CO比为10∶70时的10.80%、5.21%增加到CO₂/CO比为50∶30时的24.71%、41.06%。同时,随着CO₂/CO比值的增大,高温烟气对煤焦气化反应抑制减弱。通过对比反应温度和粒径对煤焦气化反应的影响,得出反应温度远大于粒径对煤焦气化反应的影响。通过实验验证了向高温烟气中喷吹煤焦制备高品质可燃气体方法的可行性。     

非热等离子体烟气脱硝中的二氧化硫、氨和温度的效应

非热等离子体烟气脱硝的主要问题是能耗偏高,然而适当设置烟气的条件参数,有可能尽量地降低能耗.其中烟气所含SO₂和外加NH₃产生的降低能耗或提高脱硝率的效果被广泛关注.本文采用CSTR模型,对非热等离子体烟气脱硝的化学反应过程进行数学模拟.从原理上证实了SO₂和外加NH₃产生的增效不是SO₂的贡献,而是外加NH₃的效果,同时,讨论了温度的效应.本研究为燃煤电厂烟气净化流程中的非热等离子体脱硝段的设置及调质剂的使用提供理论参考.     

低温烟气脱硝催化剂适用条件与动力学

随着国家对大气污染物排放要求的进一步提高,中低温脱硝催化剂也将迎来更大的市场和挑战。为进一步明确低温脱硝催化剂的应用特性,在不同温度、烟气流速、催化剂长度和水蒸气含量下对已产业化的蜂窝催化剂的脱硝活性进行了系统考察,获得该中低温脱硝催化剂的适用区间与动力学参数。实验表明,在温度高于160℃条件下,通过调变气速与催化剂长度可以实现理论氨氮比的脱硝率;且在考察水蒸气对脱硝活性的影响时,发现脱硝率随着水蒸气含量的增加而逐步降低,在低温条件下降低更加显著,最大降幅达30%;依据2 ~ 4 m/s气速下的脱硝率与停留时间的关系,拟合脱硝反应活化能为22.7 kJ/mol,属于典型的气体外表面扩散控制,可为低温脱硝催化剂选型提供重要参考;180000 m³/h烟气量的脱硝示范验证了该催化剂在180℃下脱硝率超过90%,显示了优良的工业应用和推广前景。     

氨吸收法同时脱硫脱硝的实验研究

在自行设计的吸收塔反应器中,以氨水作为吸收剂,研究其对SO2和NOx的脱除效果,在氨法脱硫的工艺条件下对SO2的脱除率为100%,NOx脱除率可达72%。对SO2和NOx的吸收条件进行了研究,发现吸收液中SO32-浓度是影响脱硫脱硝率的重要因素。提出了选择性催化氧化(SCO)和氨法烟气脱硫相结合的氨吸收法同时脱硫脱硝技术,此法可用于改造现有氨法烟气脱硫设备,达到SO2和NOx同时脱除的目的。     

Removal of SO2 and NOX Using Microwave Swing Adsorption over Activated Carbon Carried Catalyst

SO₂ and NO are the main precursors for acid precipitation. Experimental studies on desulfurization and denitrification were carried out using microwave irradiation over activated carbon carried catalyst. The results show that adsorption capacities and removal efficiencies of activated carbon carried Cu‐based catalyst were higher than Mn‐based or Zn‐based ones. The adsorption capacity of SO₂ improved with the increasing moisture in flue gas, but the adsorption capacity of NO had a peak at 6.23 mg g^–1 and then began to drop. The desulfurization efficiency increased with O₂ content in flue gas, but no noticeable change of denitrification efficiency was observed from the experimental data. The desulfurization efficiency descended with the increase of moisture in flue gas, while the denitrification efficiency augmented earlier and reached a plateau later with the addition of the water steam. In addition, characterization of activated carbon confirmed that the main active component of Cu‐based catalyst is CuO.