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。     

O_3气相氧化-液相吸收法脱除烟道气中NO的中试实验研究

针对烟道气中低浓度NO难以脱除的特点,采用臭氧氧化-液相吸收的工艺进行脱硝中试实验研究,利用O_3的强氧化性特点,将NO氧化为易溶于水的NO_2,在鼓泡塔中用吸收液进行吸收反应。考察了烟道气的氧含量、吸收液的pH及吸收温度等条件对NO吸收效率的影响。实验结果表明,O_3停留时间对NO的氧化率影响不大;当n(O_3)/n(NO)=0.7时,NO的氧化率可达83%;在通入O_3的条件下,烟道气的含氧量对NO的氧化率影响不大;当进气量为0.5 m~3/h,脱硝效率可达81%;碱性环境中,吸收液的pH适宜维持在8;在20~70℃温度范围内,吸收液的温度对脱硝效率影响较小。     

活性炭混合钢渣烧结烟气脱硫脱硝实验研究

采用混合法用钢渣与活性炭制备混合钢渣活性炭吸附剂，对其进行XRF, BET, SEM和FT-IR等表征，于可编程电加热固定床反应器中进行模拟烧结烟气脱硫脱硝实验，考察反应温度、SO2浓度及[NH3]/[NO]浓度比、O2含量等因素对混合钢渣活性炭的吸附及催化性能的影响。结果表明，模拟烧结烟气中SO2初始浓度0.06vol%, NO初始浓度0.04vol%, O2含量15vol%及反应温度120℃条件下，最高脱硫脱硝率分别为79%和34%。按浓度比[NH3]/[NO]=1通入还原剂NH3时，脱硫脱硝率均升高，表明钢渣具有一定催化还原作用。脱硝率随反应温度升高而下降，O2含量提高有利于混合钢渣活性炭对SO2和NO的吸附。掺混钢渣降低了吸附剂的比表面积，但钢渣中含一定量Fe2O3，具有一定催化还原作用，有利于NO吸附。同时，加入钢渣也是对固废资源的合理利用，达到“以废制污”的目的。     

甲胺作还原剂的选择性非催化还原脱硝特性的实验研究

为改善工业窑炉以及锅炉低负荷运行工况下的脱硝特性,本文对甲胺作还原剂的选择性非催化还原(SNCR)脱硝特性进行了实验研究,探讨了各控制因素对脱硝特性的影响以及分析了反应机理。实验结果表明:脱硝效率随反应温度呈双峰特性,拐点温度为750℃,最佳温度窗口为450~600℃;脱硝效率随氨氮比(NSR)增大而升高,反应产生的副产物NO_2和N_2O浓度随之增大;氧含量对SNCR脱硝特性具有双重特性,高浓度和低浓度氧气均对脱硝反应不利;物料浓度随NO初始浓度增加而增大,脱硝效率和副产物也提高;SO_2浓度越高,脱硝效率下降越多;水汽含量增大,脱硝效率也随之增大。本文的实验结论有助于SNCR脱硝工艺应用于工业窑炉以及优化锅炉低负荷运行时的脱硝特性。     

基于Fe-Mn过渡金属氧化物低温脱硝催化剂的制备及性能研究

针对制备的MnO_x/Ti O_2催化剂,增加锰负载量,NO转化率越高,10%锰负载量为最佳比例。10%Fe-10%Mn/TiO_2催化剂脱硝效率相对较高,催化剂脱硝效率随空速提高而降低。空速越高,气体在催化剂作用下反应不充分。160℃为转折点,反应温度升高,脱硝效率提升明显。反应温度达到160℃之后,催化剂N_2选择性降低,效率会有所降低。     

NO在Pt/γ-Al2O3上催化氧化反应机理和动力学

用连续流动管式反应器考察了在空时为0.090～0.720 s、NO进口浓度为0.03%～0.2%(体积分数)、O₂浓度为2%～10%(体积分数)和温度为473～573 K条件下,NO在Pt/γ-Al₂O₃上的催化氧化反应。结果表明：在空速为5000 h^-1、NO进口浓度为0.05%和O₂浓度为5%条件下,当反应温度从473 K依次升高到523 K和573 K时,NO催化氧化反应的定态转化率从22.4%提高到45.5%和74.3%。NO定态转化率随空时或O₂浓度的增加而增加,但基本与NO的进口浓度无关。基于实验结果和反应动力学理论,提出了含有6对12个正、逆向基元反应的机理,进而确立了以气相NO与解离吸附在催化剂表面的O之间的反应为控制步骤的NO催化氧化总反应速率模型,以其拟合动力学实验数据,确定了动力学参数,得到反应的活化能为80.01 kJ·mol^-1。     

C3H6选择性催化还原NO催化剂 Ag/γ-Al2O3的研究

采用低负载量的(0～3%)Ag/γ-Al2O3体系作为C3H6选择性催化还原(C3H6-SCR)NO的催化剂,考察了银负载量、反应温度、空速对NO转化率的影响.同时对于原料气中氧的作用进行了研究.结果表明:银负载量为1.5%时,催化剂表现出最高的反应活性;在考察的条件范围内,原料气中含氧对NO的还原有促进作用,适宜的氧浓度为0.27%;反应温度的过高会导致还原气中C3H6大幅度转化为CO2.     

NO氧化耦合灰钙循环(半干法)脱除试验

为实现多污染物协同脱除且避免湿法吸收工艺存在的问题,基于低温氧化脱硝结合灰钙循环脱硫除尘提出一种半干法烟气多污染物一体化脱除工艺。针对该工艺中的NO脱除开展试验研究,采用固定床和液相吸收试验装置,研究低温条件下钙基吸收剂对NOx的吸收特性,在气体快速床工业试验装置上进行脱硝验证。结果表明,在相对湿度40%~60%、O2含量5%、70~80℃条件下,固定床NO2钙基吸收率在20%~30%;在NO2浓度200×10^-6、Ca(OH)2悬浮液浓度1%、O2含量5%、70℃条件下,液相吸收平均脱硝率大于90%。反应温度和相对湿度是影响NO2钙基吸收的关键因素,在试验条件下,反应温度越低、相对湿度越高,钙基吸收剂对NO2的脱除率越高;低浓度范围内NO2初始浓度变化对脱硝效果影响较小。在进口NO浓度231~423 mg/m^3、吸收温度75℃、氧化温度140℃、[O3]/[NO]=0.9~1.8条件下,在工业试验装置上钙基吸收剂对NOx的吸收率为83%~89%,NO氧化率为74%~97%,总脱硝率为66%~87%。氧化率和脱硝率随[O3]/[NO]的增加呈上升趋势,氧化后NO浓度及装置出口NOx浓度则随之减少。因此,在一定范围内[O3]/[NO]越高,脱硝效果越好,但臭氧逃逸也随之增多,实际操作时需根据现场情况选用合理工艺参数。根据脱硝产物红外表征结果,NO2与Ca(OH)2发生中和反应生成硝酸盐、亚硝酸盐。3种方法的脱硝率存在以下规律:湿法(液相吸收)>半干法(气体快速床)>干法(固定床),半干法与湿法接近。结果主要受增湿方式的影响,即液态水的存在及相对量是影响吸收反应的关键因素。这是因为有水分存在条件下,NO2与Ca(OH)2间的反应形式将由气固非均相反应转变为快速离子化反应。因此反应器内水分越多,相对湿度越大,吸收反应速率随之提高,脱硝率也越大。最低NOx排放浓度30 mg/m^3,达到超低排放水平,实现了同一装置多污染物的高效协同脱除。氧化耦合灰钙循环烟气净化技术适用于中小型燃煤烟气治理。     

选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的性能研究

文章开展了工艺条件对选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的性能研究,采用自行研制开发的V2O5-WO3/TiO2-Al2O3催化剂,考察了温度、空速、NH3与NO摩尔比、NO初始浓度、氧浓度等对这种催化剂脱硝性能的影响,为选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的应用提供科学的实验数据。     

以偏钛酸为原料的催化剂的脱硝性能研究

以偏钛酸为原料通过浸渍法和固相物质的热分解法来制备以NH3为还原剂选择性催化还原NOx的催化剂V2O5-WO3/TiO2。着重考察催化剂组成、NH3/NO摩尔比和模拟烟气中O2浓度对催化剂脱硝性能的影响。催化剂的脱硝性能测试结果表明催化剂V2O5(1.2%)-WO3(8.8%)/TiO2具有较高的催化活性和较宽的活性温度窗口,NO的转化率最高可达98.77%。综合考虑NH3逃逸、设备腐蚀和环境问题,NH3/NO摩尔比控制在1.2以内比较合适;富氧条件对脱硝催化反应的进行更有利。     

添加气对直流等离子体转化甲烷制C2烃的影响

在低温(300~500 K)常压下,考察了不同性质的添加气二氧化碳(CO2)、氩气(Ar)和氢气(H2)(添加气摩尔浓度0%~80%)对直流冷等离子体转化甲烷制C2烃反应的影响。研究结果表明:CO2虽能在一定程度上提高甲烷转化率,但不利于C2烃的生成;Ar和H2有利于提高甲烷的转化率和C2烃选择性;添加气体对C2产物的分布研究发现:CO2有利于C2H4的生成,添加气Ar不影响产物C2烃的分布,H2在一定程度上促进了C2H4的生成;在实验考察范围内,增加体系的能量密度有利于提高甲烷的转化率;CH4-CO2体系中,C2烃选择性随能量密度的增加而升高;CH4-Ar体系中,C2烃选择性随能量密度的增加变化不大:CH4-H2体系中,C2烃的选择性随能量密度的增加呈现先升后降的趋势。     

化学液相沉积法改性ZSM-5沸石上的甲苯择形歧化反应:Ⅱ水蒸气处理与反应条件的影响

采用水蒸气对化学液相沉积硅改性HZSM 5催化剂进行了处理,考察了250~500℃时水热处理温度对催化剂在甲苯择形歧化反应中的催化活性和对二甲苯选择性的影响。实验结果表明,300~350℃时的水热处理效果较好,甲苯转化率和对二甲苯选择性分别达到23.5%和96.5%。在高对位选择性的催化剂上,详细考察了反应温度、反应压力、氢气与甲苯进料比和甲苯进料速率对甲苯转化率、对二甲苯选择性和收率的影响。实验结果表明,高压、较低温度、低液相空速有利于提高对二甲苯的收率,在反应温度420℃、压力2.5 MPa、甲苯的质量空速为1.5 h-1、氢烃摩尔比为2~3的条件下,甲苯转化率为25.8%,选择性为94.1%,对二甲苯收率为10.5%。     

氧气部分替代硝酸氧化脱羧合成洋茉莉醛

在氧气气氛中,硝酸氧化脱羧3,4-亚甲二氧基苯乙醇酸(DMA)后生成的NO很快氧化为NO2,与水作用后生成HNO3和HNO2可以继续参与反应,从而实现了氧气部分替代硝酸氧化脱羧合成洋茉莉醛的过程。在此过程中,NO2起到了O2传送带的作用,而HNO2则是反应真正的氧化剂。在低温、低浓度硝酸和亚硝酸钠引发剂存在条件下,考察了反应温度、硝酸浓度、硫酸浓度和反应时间等参数的影响。当n(HNO3)/n(DMA)=0.45且反应温度为331.2 K时,反应65 m in后氧气替代硝酸率达到32.9%,DMA转化率为97.0%,反应选择性为97.0%。根据实验结果,提出了进一步提高氧气替代硝酸率,从而实现O2作为氧化剂、HNO3作为催化剂的绿色过程的设想。     

钴基催化剂F-T合成的产物分布及稳定性研究

采用浸渍法制备了氧化锆改性γ-Al2O3负载Co-Ru双金属催化剂.在固定床反应器中考察了反应温度、压力、空速和合成气H2/CO比对烃产物分布的影响,进行了552 h的稳定性实验.结果表明,较低的反应温度、较高的压力和较低的空速有利于碳链增长,产物中柴油馏分C12～C18和蜡C19 的选择性高;原料气H2 / CO比提高,甲烷、C2～C4、C5～C11的选择性增加,C12～C18和C19 的选择性下降;在原料气H2/CO比1.58～2.0、反应温度453～513 K、压力1.0～2.5 MPa和空速500～1000 h(1催化剂具有较好的合成重质烃反应性能.在原料气H2 / CO比2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa和空速800 h(1下,反应552 h,催化剂的稳定性较好,CO的转化率、C5 选择性分别大于80%和83%.运行时间对产物烃的分布影响不大,产物烃主要有烷烃组成,主要集中在C5～C18,选择性的平均值C1为6.94%,C2～C4 6.20%,C5～C11 33.04%,C12～C18 31.55%,C19 22.27%.     

煤焦直接还原法脱除NO_x几种因素对脱除率的影响

在实验室模拟工业烟气组成将烟气通入固定床反应器与改性煤焦反应,用烟气分析仪测量NOx的含量来对比脱硝效率。实验表明:反应的最佳温度范围是450～550℃;改性煤焦的粒径在1～3 mm较为适宜;SO2、H2O的存在对反应有一定的影响;随着气速的增大,NO脱除率也随之降低,但是趋势不是很明显。实验初步认为煤焦直接还原法脱硝具有较高的脱硝效率,是一种新颖的技术思路。     

K/Zr助剂对Fe基催化剂CO加氢性能的影响

考察了K和Zr助剂对沉淀铁基催化剂在颗粒形貌、晶相组成、还原和碳化方面的影响,利用XRD、SEM、拉曼光谱、H2-TPR和CO-TPR对催化剂进行了表征,并考察了催化剂对CO加氢的催化性能。结果表明:K助剂有利于α-Fe_2O_3生成粒径为100~150 nm的多面体颗粒,Zr助剂有利于α-Fe_2O_3颗粒分散生成粒径为10~50 nm的不规则颗粒,K和Zr助剂协同有利于生成粒径为20~30 nm的规则球形颗粒;K和Zr助剂的加入提高了催化剂的H2低温还原峰温度和CO低温还原/碳化峰温度;反应过程中,与Fe催化剂相比,K有助于生成活性Fe5C2物相,使CO转化率提高了24.7%,CH4含量(气相色谱检测)降低了10.37%,烯烷比(烯烃与烷烃物质的量比,O/P)提高了2.24,而Zr对Fe5C2活性物相和费托合成制低碳烯烃(FTO)反应无显著影响;K和Zr助剂存在显著的协同效应,FTO反应过程中Fe_3O_4晶粒尺寸由反应前的26.4 nm减小至反应后的21.2 nm,且晶体趋向于无定形态,CO转化率达90%以上,产物分布中C2=~C4=摩尔分数为30.51%,O/P=3.59,C2=~C4=收率可达28.65%。     

Cu/SiO_2催化草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯的反应性能

为了开发一种可持续发展的乙醇酸甲酯工业生产路线,对草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯的串联反应体系进行了热力学分析,并采用铜/二氧化硅为催化剂,在内径为20 mm的不锈钢固定床反应器中考察了氢酯比、反应压力、反应温度、反应空速等工艺条件对草酸二甲酯转化率及乙醇酸甲酯选择性的影响。结果表明:提高氢酯比、反应压力、反应温度和降低草酸二甲酯空速,有利于提高草酸二甲酯的转化率,但是乙醇酸甲酯选择性下降。在氢酯比40~60、压力2~2.5 MPa、反应温度453~473 K、空速0.3~0.7 mg/(g-Cat·h)的较佳工艺条件下草酸二甲酯的转化率大于80%,乙醇酸甲酯的选择性大于80%。     

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。     

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。     

Cu(x)/TiO2催化剂NH3-SCR低温脱硝性能

以硝酸铜和二氧化钛为原料,采用浸渍法制备Cu(x)/TiO_2(x为以TiO_2载体质量为基准的铜负载量,下同)催化剂。运用XRD、XPS、NO-TPD、H_2-TPR等对催化剂进行了表征,在微型固定床反应器中评价了Cu(x)/TiO_2催化剂在以NH_3为还原剂的选择性催化还原NO反应(NH_3-SCR)中的脱硝活性。结果表明,铜物种以Cu_2O和Cu O的形式共存于TiO_2载体上;铜负载量影响催化剂的脱硝性能;Cu(6)/TiO_2催化剂(6代表铜的负载量为6%)表现出较好的氧化还原性和对反应物NO的吸附-脱附能力,低温脱硝活性较好,NO转化率达到85%和95%时对应反应温度T85和T95分别为195和218℃,NO转化率大于95%的活性窗口温度为218～270℃,宽度为52℃。