HNO3/H2O2烟气脱硝兼微藻养殖组合工艺

采用HNO₃/H₂O₂酸性氧化吸收液对含NO_x模拟烟气进行脱硝处理,并以脱硝后的吸收液作为微藻养殖的氮源。分析吸收塔填料高度对烟气脱硝效果的影响;考察烟气中金属离子含量、微藻培养液中微量元素含量和pH对吸收液中H₂O₂分解的影响;探究HNO₃/H₂O₂用于蛋白核小球藻培养所需氮源的可行性。结果表明：吸收塔中加载填料能够增强气液接触效果,在保证脱硝率的前提下有效降低液气比;烟气中的铁、钴、镍离子易导致_H2O2的分解;含微量元素的微藻培养液、弱酸性培养环境有利于_H2O2分解;用HNO₃作氮源时蛋白核小球藻生长速率比用NaNO₃作氮源时更高,氮源中含有少量H₂O₂不影响微藻的生长。     

氢气还原硝酸盐的理论研究

从烟气中NO_x在吸附剂表面形成硝酸盐的事实出发,结合理论计算研究了硝酸盐被还原的微观反应过程。以H₂为还原剂、Al(NO₃)₃为模型化合物,采用密度泛函方法得到的计算结果显示,H₂还原Al(NO₃)₃的反应是分步进行的,H₂吸收热量,解离成H·,H·将Al(NO₃)₃还原为Al(OH)₃和NO,然后NO进入气相与H₂反应生成N₂。H₂解离成H·的反应需要445.43 kJ/mol的能量,翻越反应能垒需要586.80 kJ/mol,是整个反应的控速步骤。除H₂离解形成H·反应之外的其余步骤均为放热反应。     

煤直接液化重油胶质和沥青质中杂原子化合物的分子表征

采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)研究沸点大于360℃的煤直接液化重油中胶质、沥青质的组成,通过在分子水平上对杂原子化合物进行表征分析胶质、沥青质中杂原子类型、碳数分布和等效双键(DBE)。结果表明,煤直接液化重油中胶质及沥青质中杂原子化合物的分子组成十分复杂,采用正离子电喷雾结合高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱鉴定出了N₁、N₁O₁、N₂、N₂O₂、N₂S₁ 5类不同分子组成的碱性氮化物和S₁、S₂ 2种含硫化合物;采用负离子电喷雾鉴定出了N₁、N₁O₁、N₁O₂、N₂、N₂O₁、N₂O₂ 6类非碱性氮化物和O₁、O₂、O₃、O₄、O₅、O₆、O₁S₁、O₂S₁、O₃S₁、O₄S₁ 10类含氧化合物,其中碱性氮化物相对丰度较高的是N₁类化合物,含硫化合物相对丰度较高的是S₁类化合物,非碱性氮化物相对丰度最高的是N₁O₂类化合物,含氧化合物相对丰度最高的是O₂类化合物。根据各类化合物的DBE和碳数分布,获得了煤直接液化重油中胶质、沥青质分子组成的重要信息。碱性N₁类化合物主要母核结构是吡啶和喹啉为中心官能团的化合物,非碱性N₁类化合物主要母核结构是苯并咔唑,S₁类化合物主要以高缩合、长侧链的稠环含硫芳烃为主,O₂类化合物主要母核结构是菲二酚及蒽二酚。     

催化裂化装置非氨生物基还原脱硝技术工业试验总结

针对催化裂化装置实际生产中选择性催化还原技术(SCR)脱硝存在运行成本高、床层有压力降、SO₂氧化导致烟气蓝烟拖尾严重及后续脱硝技术路线如何选择的问题,开展了非氨生物基还原脱硝技术的工业试验并进行了技术分析。结果表明：非氨脱硝还原技术用于不完全再生催化裂化装置CO余热锅炉,在喷雾覆盖面积仅占烟气流通总截面积30%～40%的有限条件下,可将烟气中NO_x质量浓度由130.6 mg/m³降至44.8 mg/m³,NO_x平均脱除率为65.8%,满足烟气NO_x环保排放指标要求,同时可避免烟气中SO₂氧化成SO₃,减少烟气中蓝色烟羽的生成,对外排含盐污水COD(化学需氧量)、NH₃-N等指标以及CO余热锅炉的平稳运行无影响;对新建装置而言,采用非氨脱硝还原技术替代SCR技术,可降低设备投资和操作成本。     

Cu/HZSM-5催化剂低温NH3-SCR脱硝性能研究

采用浸渍法制备Cu（x）/HZSM-5系列催化剂并应用于低温NH₃选择性催化还原脱硝性能研究。在固定床微型反应器上进行了O₂存在条件下催化剂的NH₃选择性催化还原NO活性评价,并通过XRD（X射线衍射仪）,SEM（扫描电子显微镜）,NO-TPD（程序升温脱附）,O₂-TPD,TG-DSC-MS（热重-差示扫描量热法-质谱联用）等对催化剂性能进行表征。结果表明,催化剂的催化脱硝活性随着Cu负载量增加而逐渐增强,Cu负载量影响催化剂表面活性物种分布、氧化还原性能和吸附脱附性能,Cu以CuO的形式存在于催化剂表面或空隙中。Cu（6）/HZSM-5表现出较好的低温脱硝性能,与其拥有较好的氧化性能和NO吸附脱附性能等有关,159～378℃时NO的转化率接近100%。     

催化裂化装置选择性催化还原脱硝技术应用中的问题及解决方案

为保障催化裂化装置长周期运行,分析选择性催化还原(SCR)模块所在余热锅炉压降持续增加的原因,并针对性的提出解决方案。结果表明：黏性较强、易沉积的硫酸氢氨(NH₄HSO₄)的生成是余热锅炉压降增大的主要原因;使用脱硫脱硝助剂降低SCR脱硝模块入口烟气中氮氧化物(NO_x)和硫氧化物(SO_x)浓度,可大幅减少SCR模块喷氨量,有效抑制NH₄HSO₄的生成。工业应用结果表明：使用SDJF-A1型脱硫脱硝助剂后,反应-再生系统中NO_x转化率高达69.08%～81.27%,烟气中NO_x、SO₂的浓度均大幅降低,余热锅炉的吹灰系统优化运行和提升省煤器温度分解NH₄HSO₄等方法在控制余热锅炉压降升高方面均有一定成效。进一步可采取优化SCR喷氨系统、提高SCR模块反应温度和改进吹灰系统的措施来保障装置的长周期运行。     

生物降解稠油极性化合物负离子电喷雾傅立叶变换离子回旋共振质谱分析

为研究生物降解对原油中极性化合物组成影响,采用傅立叶变换离子回旋共振质谱分析技术,研究了准噶尔盆地三台—北三台地区生物降解稠油中极性大分子化合物的组成。结果显示,生物降解稠油中含杂原子化合物类型较为复杂,主要有N₁、N₁O₁、N₁O₂、O₁、O₁S₁、O₂、O₂S₁、O₃、O₃S₁和O₄;不同生物降解程度稠油中极性化合物组成具有明显差异,随着生物降解作用加剧,稠油中O₂类化合物相对丰度明显升高,N₁、O₁S₁、O₂S₁、O₃、O₃S₁和O₄类化合物呈现逐渐降低的变化规律。通过对极性化合物中相对丰度较高的N₁和O₂类化合物的分析发现,随着生物降解程度增大,N₁和O₂类极性化合物缩合度整体增高,指示高缩合度的极性化合物抗生物降解能力更强,更易富集,长烷基支链取代化合物更易被生物降解。在严重生物降解稠油中,O₂类极性化合物相对丰度最高,其中酸性组分以一环至四环环烷酸(分子缩合度DBE为2～5)为主。傅立叶变换离子回旋共振质谱分析技术具有超高质量分辨分析能力,可以从分子层次研究原油中极性大分子化合物的化学组成,为石油地球化学研究提供了新的技术手段。      

亚硝酸钠与氯化铵体系的反应特征

针对油田常用的亚硝酸钠和氯化铵自生氮气体系,通过常压/高压产气实验探究了不同因素对产气性能的影响。研究结果表明：反应物摩尔浓度比为1：1时,反应物浓度、氢离子浓度及温度越高,反应速率及产气量越高,反应初始压力对体系产气量影响较小。自生氮气反应的生热能力随着反应物浓度、氢离子浓度和初始反应温度的增加而增加,反应体系的峰值温度也随之升高。NaNO₂和NH₄Cl体系的反应动力学方程为dc/dt=-7.103×10⁷c（H⁺）^{1.329 1}c₀^{2.094 9}e^{（-51.28/RT）};NaNO₂和NH₄Cl混合反应中存在H₂N-NO和HN=NOH两种中间产物,NH₃与N₂O₃经S_N2亲核取代历程形成H₂N-NO的反应决定了反应速率,H₂N-NO转化得到的HN=NOH可自发分解生成最终产物N₂和H₂O。     

亚硝酸钠与氯化铵体系的反应特征

针对油田常用的亚硝酸钠和氯化铵自生氮气体系，通过常压/高压产气实验探究了不同因素对产气性能的影响。研究结果表明：反应物摩尔浓度比为1：1时，反应物浓度、氢离子浓度及温度越高，反应速率及产气量越高，反应初始压力对体系产气量影响较小。自生氮气反应的生热能力随着反应物浓度、氢离子浓度和初始反应温度的增加而增加，反应体系的峰值温度也随之升高。NaNO₂和NH₄Cl体系的反应动力学方程为dc/dt=-7.103×10⁷c（H⁺）^{1.329 1}c₀^{2.094 9}e^{（-51.28/RT）}；NaNO₂和NH₄Cl混合反应中存在H₂N-NO和HN=NOH两种中间产物，NH₃与N₂O₃经S_N2亲核取代历程形成H₂N-NO的反应决定了反应速率，H₂N-NO转化得到的HN=NOH可自发分解生成最终产物N₂和H₂O。     

Cu-K-CoOx@Al2O3催化氧化氯化氢制氯气

采用过量浸渍法制备了一系列Cu-K-CoO_x@Al₂O₃复合氧化物,利用TEM、XRD、N₂吸附-脱附等方法对制备的催化剂进行表征,考察了反应条件对催化剂催化氧化氯化氢性能的影响。表征结果显示,活性组分K₂O和CoO均匀分布在Al₂O₃载体表面,催化剂为典型的介孔结构,工业使用温度范围内(350～430℃)稳定性良好。实验结果表明,Co/Cu摩尔比的增加有利于提高催化剂的催化活性,常压下反应的最佳条件为：410℃,重时空速360 h-1,O₂/HCl进料摩尔比为1∶1,反应时间3 h,在此条件下,Cu/Co摩尔比为10∶5的催化剂活性最高,氯化氢转化率为75.2%。与传统的铜基催化剂相比,Cu-K-CoO_x@Al₂O₃催化剂具有较高的转化率。     

天然气净化厂Cansolv尾气处理装置废水处理

目的 解决Cansolv尾气处理装置胺液净化单元(APU)废水高盐、高有机物与还原性硫的高浓水质特征影响水处理系统的稳定运行问题。方法 详细分析了两个天然气净化厂的文丘里和APU废水的水质特征,其中,APU废水成分复杂,是影响水处理系统稳定运行的关键。采用臭氧(O₃)、O₃耦合催化剂、臭氧/双氧水(O₃/H₂O₂) 3种氧化技术处理APU废水,通过废水中COD值和TOC值变化来评价有机物降解效果,研究了反渗透膜污堵原因和O₃/H₂O₂降解有机物机理。结果 O₃/H₂O₂氧化技术为去除废水中有机物的最优方法,当200 mL废水中O₃质量浓度为22 500 mg/L、H₂O₂投加量为2 mL、反应时间为60 min时,达到最佳处理效果,COD去除率为60.8%。结论 采用O_3<...     

SiO2掺杂对V-Mo/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用共沉淀法制备不同SiO₂掺杂量的TiO₂-SiO₂复合载体，采用浸渍法在这些复合载体上负载活性组分V₂O₅和MoO₃，制备不同SiO₂掺杂量的V-Mo/TiO₂-SiO₂催化剂 (VMTS)。运用XRD,SEM,BET,H₂-TPR等分析手段对催化剂的理化性能进行表征，结果表明：随着SiO₂掺杂量的增加，VMTS催化剂的XRD谱图中不仅出现了SiO₂衍射峰，而且出现了锐钛矿型TiO₂的衍射峰，表明活性组分V₂O₅和MoO₃含量相对较低，主要以非晶态或微晶态形式存在；掺杂SiO₂的催化剂H₂-TPR还原峰向低温方向移动，同时比表面积和孔体积增大，孔径减小；与其他催化剂相比，SiO₂与TiO₂的质量比为0.2∶1的催化剂VMTS-(0.2∶1)具有最佳的氧化还原能力。脱硝效率评价结果表明：VMTS-(0.2∶1)催化剂具有最佳的烟气脱硝效率，烟气中通入SO₂时，VMTS催化剂烟气脱硝效率下降幅度均低于未掺杂SiO₂的催化剂，VMTS-(0.2:1)催化剂烟气脱硝效率下降幅度最小，说明掺杂SiO₂有利于催化剂抗硫性能的提高。     

焙烧温度对MnOx催化还原NO性能的影响

以金属有机骨架为牺牲模板制备了一系列MnO_x催化剂,考察了焙烧温度对催化剂脱硝性能的影响,并利用多种手段对催化剂的表面结构和物化性质进行分析表征。结果表明：随着焙烧温度的升高,Mn₃O₄的结晶度变好,但不利于活性组分的分散;MnO_x催化剂的比表面积和孔体积变小,孔径增大;MnO_x催化剂具有的弱酸性位点减少,氧化还原性能变差,进而催化剂的低温脱硝活性变差。活性评价结果表明,300 ℃焙烧的MnO_x催化剂具有最佳的低温活性,在体积空速为20 000 h^-1的条件下,反应温度为120～200 ℃时,NO转化率达90%以上。     

SiO2掺杂对V-Mo/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用共沉淀法制备不同SiO₂掺杂量的TiO₂-SiO₂复合载体,采用浸渍法在这些复合载体上负载活性组分V₂O₅和MoO₃,制备不同SiO₂掺杂量的V-Mo/TiO₂-SiO₂催化剂 (VMTS)。运用XRD,SEM,BET,H₂-TPR等分析手段对催化剂的理化性能进行表征,结果表明：随着SiO₂掺杂量的增加,VMTS催化剂的XRD谱图中不仅出现了SiO₂衍射峰,而且出现了锐钛矿型TiO₂的衍射峰,表明活性组分V₂O₅和MoO₃含量相对较低,主要以非晶态或微晶态形式存在;掺杂SiO₂的催化剂H₂-TPR还原峰向低温方向移动,同时比表面积和孔体积增大,孔径减小;与其他催化剂相比,SiO₂与TiO₂的质量比为0.2∶1的催化剂VMTS-(0.2∶1)具有最佳的氧化还原能力。脱硝效率评价结果表明：VMTS-(0.2∶1)催化剂具有最佳的烟气脱硝效率,烟气中通入SO₂时,VMTS催化剂烟气脱硝效率下降幅度均低于未掺杂SiO₂的催化剂,VMTS-(0.2:1)催化剂烟气脱硝效率下降幅度最小,说明掺杂SiO₂有利于催化剂抗硫性能的提高。     

燃气锅炉脱硝单元工艺优化

针对某化肥厂130 t/h燃气锅炉新增氨气选择性催化还原(NH₃-SCR)脱硝单元投运后，烟气条件波动幅度大、喷氨量及出入口NO_x质量浓度频繁波动等问题，结合工艺流程及离线检测数据分析了影响脱硝稳定性的因素，并优化了工艺。结果表明：通过优化调节前端低氮燃烧条件、喷氨条件，使脱硝段烟气组分更稳定且条件更加温和，催化剂床层温度提升20℃，入口NO_x质量浓度降低110 mg/m³，出口NO_x质量浓度降低至约15 mg/m³，保证了装置NO_x达标(不大于100 mg/m³)排放，实现了装置连续稳定运行。     

V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的研究

通过挤压成型法制备了一系列蜂窝状V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂。研究了钒、钼负载量对催化剂脱硝活性的影响,测试了催化剂抗硫和抗碱金属钠中毒的性能。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜等表征手段,对新鲜催化剂和钠中毒催化剂的物理和化学性质进行分析。结果表明：当钒负载量（w）为1.5％～2.5％时,催化剂的脱硝性能随钒负载量的增加而提高;当钒负载量（w）为1.5%、钼负载量（w）为4.0％时,催化剂的脱硝性能最优;SO₂对V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂的中毒作用是可逆的,可以通过热处理来恢复;当Na₂O负载量（w）为2.0％时,催化剂失活严重,这主要是由于钠盐在催化剂表面附聚而形成不规则的白色颗粒,覆盖了活性位点,导致催化剂的表面积减小,氧化还原性变差。同时,Na掺杂会影响催化剂中元素的化学状态和表面组成,降低V⁵⁺与化学吸附的O_α的比例。     

铈基催化剂催化聚乙烯低温燃烧性能

为了改善高分子固体废物的燃烧过程，采用浸渍法制备了6种不同载体的铈基催化剂(Ce-Al₂O₃,Ce-SiO₂,Ce-Fe₂O₃,Ce-NiO,Ce-ZrO₂,Ce-La₂O₃),并通过XRD、SEM、N₂吸附-脱附和O₂程序升温脱附(O₂-TPD)等方法分析其物理化学性质，进而用聚乙烯低温燃烧反应评价其催化性能。结果表明：在Ce-Al₂O₃表面形成了CeO₂颗粒，其表现出较强的氧吸附、活化能力；与无催化剂的聚乙烯燃烧相比，Ce-Al₂O₃催化聚乙烯燃烧同时提高了其燃烧速率和燃烧效率，从而提高了其燃烧过程的放热量；其中，Ce-Al₂O₃将聚乙烯燃烧的速率提高了2倍，CO和CO₂...     

不同支撑材料对Na-Mn2O3载氧体化学链甲烷氧化偶联性能的影响

采用浸渍法制备了3种具有稳定多孔结构的支撑材料(SiO₂,Mg O,TiO₂)负载的Na-Mn₂O₃载氧体,采用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、H₂-TPR等方法对载氧体的微观结构进行表征,研究了不同还原温度下各种支撑材料对Na-Mn₂O₃载氧体化学链甲烷氧化偶联性能的影响。实验结果表明,支撑材料主要影响载氧体的催化活性和储氧能力,SiO₂比MgO和TiO₂具有更发达的孔结构和更高的比表面积,Na-Mn₂O₃/Si O₂的催化性能最佳,在800℃下C₂选择性达74.25%、C₂产率为14.12%;Na-Mn₂O₃/SiO₂和Na-Mn₂O₃/MgO具有较...     

基于氧化度调控的尿素还原脱除高浓度NO_x

针对催化剂生产行业广泛存在的高浓度(100 000 mg/m3以上)NOx烟气,设计了利用O2氧化部分NO得到NO2来调节氧化度(NO2与NOx的体积比),再以尿素溶液为吸收液还原吸收NOx的脱硝工艺。通过控制O2和NOx在3级氧化罐中的停留时间,调节氧化罐中的氧化度,再将氧化罐中的NOx分级通入吸收塔,以调节吸收塔内NOx的氧化度;确定了NO氧化反应温度,考察了停留时间、尿素含量、尿素溶液与烟气的用量比(液气比)等因素对脱硝效果的影响。实验结果表明,在烟气量24 m3/h、氧化反应温度20℃、烟气在第一级氧化罐内的停留时间150 s及在第二、三级氧化罐内的停留时间均为240 s、以10%(w)的尿素溶液为吸收液、液气比为3.5 L/m3的条件下,脱硝效效率果最佳,NOx的总脱硝效率可达99.89%。     

甲烷水蒸气重整和部分氧化反应制合成气

研究了Ni担载量大小，CeO₂、La₂O₃ 和ZrO₂助剂及反应条件对Ni/γ-Al₂O₃作为催化剂的甲烷水蒸气重整和部分氧化制合成气反应的影响。实验表明：在反应温度为850 ℃，甲烷空速为1.2×10⁴mL/g·h，V（CH₄）∶V（O₂）∶V（水蒸气）=2∶1∶1时，催化剂Ni含量在9％时反应性能最佳，甲烷的转化率和CO的选择性分别为97％和94％，反应3小时后有积炭存在。向Ni/γ-Al₂O₃催化剂中添加CeO₂、La₂O₃、ZrO₂助剂后发现，添加6％CeO₂对改善催化剂的活性和抗积炭能力有显著的效果，CH₄的转化率和CO的选择性分别提高到98.2％和96.4％，而且反应3小时后催化剂活性没有降低。XRD测试结果表明，添加CeO₂后的催化剂生成了NiAl₂O₄尖晶石，这有助于催化剂的抗积炭性能。