钠化焙烧法回收废SCR催化剂中钒和钨的浸出机理及浸出动力学研究

鉴于废烟气脱硝催化剂具有浸出毒性的危险特性,环境保护部明确将废烟气脱硝催化剂纳入危险废物进行管理,同时由于废催化剂中含有高价值的钒钨钛成分,对废脱硝催化剂的资源化回收技术的研究成为近年来环保领域的热点。钠化焙烧可以破坏废催化剂原有的组织结构,使其中钒钨发生相变而提高浸出率,工艺简单,因此适用性广。2012年Kim等就采用钠化焙烧-水浸工艺回收废SCR催化剂中的钒和钨,并对焙烧过程机理进行研究,但目前对于钒钨浸出过程机理尚未有人研究。本工作是为了探究废SCR催化剂焙烧后浸出过程的反应机理,研究反应过程的控制条件,并进一步研究浸出过程动力学,从而使钒钨浸出反应的过程清晰明了,为提高浸出经济性提供理论基础。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对焙烧后样品的物相和形貌进行了分析,基于此设计了浸出过程的动力学模型,推导反应过程浸出方程,并通过浸出过程实验结果对浸出方程的参数进行推导。研究结果表明,焙烧后的试样呈柱状烧结相和针状非烧结相,两种相间几乎是完全分离的,钒、钨等主要存在于柱状烧结相中,因此适合对其进行直接水浸处理,使钒和钨溶出;根据焙烧形貌和假设,采用非端面柱状缩合模型推导了浸出过程动力学方程,得出浸出率和时间的函数关系。通过单因素实验确定了最佳的浸出条件为:液固比3∶1,浸出温度为80℃,搅拌速率为350 r/min,时间为30~40 min,此时钒和钨的回收率分别为90.07%和84.57%;通过回收率与浸出时间的关系换算出浸出率和时间的关系,并推导出钒、钨的浸出动力学方程为ηV=0.001 05t~2+0.066 2t+0.014 66和ηW=0.001 00t~2+0.064 12t+0.014 91。     

铈掺杂量对钒基SCR催化剂结构及性能的影响

以TiO2为载体,采用浸渍法制备了含Ce低钒SCR催化剂,在模拟烟气条件下展开脱硝实验。通过N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、Raman光谱等表征手段和催化活性测试,对该种催化剂和传统的钒钛钨催化剂进行了对比研究。结果表明,掺杂了Ce以后活性物种分散性良好,虽然比表面积和孔容孔径略有下降,但并没有影响锐钛型Ti O2载体的结构特征。当CeO2负载量超过5%时,CeO2以立方微晶结构存在于催化剂表面,且形成微量Ce2(WO4)3物质。掺杂了1%的CeO2脱硝活性最佳,在空速为125 000 h-1,氨氮比为1.0时,活性温度范围内NO脱除率达到了95%以上。     

SCR烟气脱硝催化剂V_2O_5-WO_3/TiO_2性能研究

通过浸渍法制备了V2O5-WO3/TiO2催化剂,考察催化剂在SCR反应中的脱硝性能.结果表明,WO3的引入扩宽了催化剂的反应窗口,随着WO3含量增加,脱硝率略有上升,特别是在高温阶段.当WO3含量为8%时,催化剂具有最佳效果,在250~400℃范围内,NO脱除率都能达到95%以上,450℃时,脱硝率仍能达到89.19%.此外,进一步考察了空速值、氧浓度、氨氮比、NO初始浓度等不同条件下对催化剂活性的影响.     

SCR脱硝催化剂用纳米TiO_2研究进展

选择性催化还原(SCR)法是最有效的脱硝技术,其核心是SCR脱硝催化剂,而催化剂的关键则是其载体-脱硝纳米TiO2。较全面地综述目前脱硝纳米TiO2的国内外技术、市场及制备方法等,指出了存在的问题,提出解决问题的思路。     

废脱硝催化剂钒、钨的浸出-搅拌对浸出率的影响

实现废脱硝催化剂高效综合再利用具有重大的社会和经济效益。本文采用NaOH浸出废脱硝催化剂中钒钨离子并考察其浸出影响因素,对比研究了搅拌和不搅拌作用下废脱硝催化剂中的钨离子浸出动力学。结果表明,提高浸出温度和NaOH浓度均有利于钒、钨的浸出;在搅拌条件下(350 r/min),液固比3.5∶1,浸出温度160℃,NaOH浓度40%,浸出时间3.5 h,钒、钨浸出率均达到100%。动力学研究结果钨离子浸出过程属于固膜扩散控制,搅拌条件下钨浸出表观活化能为29.28 kJ/mol,而不搅拌时,其表观活化能仅为1.26 kJ/mol,搅拌强化可增加扩散速率,减小扩散阻力,强化钒钨的浸出。     

NH3选择性催化还原NOx催化剂及其中毒研究进展

选择性催化还原(SCR)技术广泛应用于燃煤电厂锅炉的烟气脱硝过程中,SCR工艺中的核心是高效稳定的催化剂.如何提高SCR催化剂的脱硝效率、稳定性和抗中毒能力,一直是国内外科研人员的研究重点之一.目前钒基催化剂广泛应用于工业生产中,但钒基催化剂具有生物毒性,操作温度高且N2选择性低,因此对环境友好且稳定高效的新型催化剂成...     

WO3添加方式对V2O5/TiO2催化剂性能影响

以TiO2为载体,采用挤压成型法制备了钒系蜂窝整体式SCR脱硝催化剂,通过N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、FT-Ra-man光谱等表征手段和催化活性测试对混合练泥工序中助催化剂WO3不同引入方式制备的催化剂进行了对比研究。实验结果表明,由钛钨粉制备的催化剂具有较大的比表面积及孔容积;而由偏钨酸铵制备的催化剂具有较均匀的微观结构形貌,活性物种分散性好,拥有更多的VO6八面体结构,且出现了WOx四面体结构,表现出良好的NH3-SCR活性和较宽的活性温度窗口,在空速为10000h-1,氨氮比为1.0时,活性温度范围内NO脱除率达到了93%。     

SCR催化剂中钒钨钛含量的测定

试验首先采用6种不同酸配比的酸溶法和2种碱熔法对SCR催化剂进行前处理,采用电感耦合等离子体质谱法测定样品中钒、钨、钛含量。实验发现:需添加氢氟酸,否则钨、钛溶出率极低,钨在高温下易挥发,采用碱熔法溶出率低。试验通过对酸添加量,微波消解温度和消解时间的考察,进一步优化酸溶法,并以电感耦合等离子体质谱法测定样品中钒、钨、钛含量。结果显示:采用8 m L盐酸,2 m L硝酸和1 m L氢氟酸,在180℃下微波消解30 min,为SCR最佳前处理方案,钒钨钛的回收率分别为101.0%,100.7%,101.7%,相对标准偏差分别为1.0%,2.2%,0.3%,结果满意。     

废SCR脱硝催化剂中砷元素赋存形态与氧化碱浸脱除

以燃煤电厂废SCR脱硝催化剂为研究对象,通过XPS、ICP等检测方法研究废催化剂中杂质As元素的含量及赋存形态,发现废SCR催化剂中As元素存在形态为As2 O3与As2 O5.采用氧化碱浸技术,将难与NaOH反应的As2 O3氧化为更易反应的As2 O5,实现不同价态As元素的深度脱除.分别研究了氧化剂种类、氧化剂浓度、浸出剂浓度、反应温度、时间、液固比等因素对As元素脱除率的影响规律.结果表明,当反应温度为30℃、反应时间为4 h、H2 O2浓度为5％(质量分数)、NaOH浓度为10％(质量分数)、液固比为2 mL/g时脱砷效果最佳,废催化剂中As含量由1334×10-6降低至50×10-6,脱除率达到98.5％.所得产物为脱砷后催化剂,主要由锐钛矿型TiO2与少量WO3组成.通过EPR、XPS技术对H2 O2强化浸出的反应机理进行研究,发现废SCR催化剂中V元素主要以V4+、V5+两种价态存在,其与NaOH反应生成的HV2 O5-、VO43-和H2 O2引发的类Fenton反应,可产生具有强氧化性的羟基自由基,将难以脱除的As3+氧化为更易溶于碱液的As5+,提高As元素的脱除率.     

元素(Ce、Co、La、Sn)掺杂对V-Mo/TiO2催化剂脱硝活性的影响

采用浸渍法制备了一系列V-Mo/TiO2催化剂,考察了钒含量、钼含量及元素(Ce、Co、La、Sn)掺杂对催化剂脱硝活性的影响,并利用XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD及XPS等方法对催化剂的理化性能及结构进行了表征.结果显示,钒最佳含量为3％,钼最佳含量为6％.将Ce、La、Co、Sn掺杂到3％V2 O5-6％MoO3/TiO2中,催化剂的脱硝效率明显提高,其中,3％V2 O5-6％MoO3-1％SnO2/TiO2催化剂表现出最佳的脱硝活性,在180℃具有良好的脱硝稳定性,在引入10％(体积分数)H2 O和0.03％(体积分数)SO2后,表现出良好的抗SO2/H2 O的性能.这主要是由于引入的金属元素以氧化物或钒酸盐形式存在,并与活性组分钒物种有很强的相互作用,抑制了TiO2晶粒的长大,起到了细化TiO2粒径的作用,增加了催化剂表面的弱酸性位点,同时,表面活性氧及还原态的V4+、Mo4+物种数量有了大幅提升,增大了催化剂的还原程度,有利于催化还原反应的进行.     

VLE data for CO2-CF2Cl2, N2-CO2, N2-CF2Cl2 and N2-CO2-CF2Cl

Knowledge about vapour-liquid (VLE) is required as a basis of reliable calculations for separation processes. Correlations available for the prediction of T, p, x, y data are less accurate for mixtures at high pressures and mixtures containing supercritical components. The results of VLE experiments are reported and compared with data calculated with equations of state.     

Preparation of ZrO2-CeO2 and HfO2-CeO2 nanopowders

We prepared weakly agglomerated powders of ZrO₂-CeO₂ and HfO₂-CeO₂ solid solutions 5–8 nm in particle size, consisting of monoclinic and tetragonal phases. After heat treatment at 1200°C, the crystallite size was 30 and 14 nm, respectively. We also examined the effect of precipitate freeze drying on the crystallization of hafnia-based solid solutions containing up to 20 mol % CeO₂.     

Thermal diffusion in binary mixtures H2-CCl2F2 and H2-CHClF2

Thermal diffusion coefficients were measured in two gaseous mixtures, in which one component was close to the critical temperature, in the pressure range (19.6–127.4)·10⁴ N/m² and at a freon concentration of 0.25–0.8.     

Comparison of the Electronic Structures of La2CuO4, Sr2CuO2Cl2, and Sr2CuO2F2

First-principles cluster calculations are reported of the local electronic structure of the three compounds: La₂CuO₄, Sr₂CuO₂Cl₂, and Sr₂CuO₂F₂. The copper ${\text{3d}}_{x^2 - y^2 } $ and the planar oxygen 2p _σ atomic orbitals exhibit a similar degree of covalency. The out-of-plane orbitals, however, are quite different with the ${\text{3}}d_{3z^2 - r^2 } $ atomic orbital lowered significantly in energy for chlorine and fluorine apical positions.     

Radial GRIN glasses in Li2O-Na2O-Al2O3-TiO2-SiO2 systems

A series of GRIN glass rods have been developed in Li2O-Na2O-Al2O3-TiO2-SiO2 systems. Negative radial refractive index profiles were generated by exchanging Na+ for Li+ ions in these glass rods. It has been observed that TiO2 plays a vital role in increase in the profile depth and maximum change in the refractive index because of its ambivalent nature. Change in the refractive index can be further increased by increasing the concentration of exchanging cation in the base glass.     

Elastic and Electronic Properties of Superconducting CaPd 2 As 2 and SrPd 2 As 2 vs. Non-superconducting BaPd 2 As 2

The first-principles calculations were performed to predict the elastic and electronic properties of the superconducting ThCr₂Si₂-type phases CaPd₂As₂ and SrPd₂As₂ in comparison with the non-superconducting CeMg₂Si₂-type phase BaPd₂As₂. Besides, the same properties were compared for CeMg₂Si₂- and ThCr₂Si₂-type polymorphs of BaPd₂As₂. We found that all these phases are mechanically stable and belong to soft materials with low hardness. The near-Fermi region is formed by the valence states of the blocks [Pd₂As₂] with decisive contributions of Pd 4d states. The values of N(E _F) increase in the sequence: CaPd₂As₂ < SrPd₂As₂ < BaPd₂As₂, i.e. in the reverse sequence relative to the transition temperatures T _C. Thus, the change in T _C cannot be explained by the electronic factor, i.e. by the simple correlation T _C～N(E _F). Most likely the decrease in T _C in the sequence CaPd₂As₂ → SrPd₂As₂ and the absence of a superconducting transition in BaPd₂As₂ are related to the structural factors and the peculiarities of the electron–phonon coupling mechanism.     

Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO系统的亚固相关系

本文给出了 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统的亚固相图。实验结果表明:在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统中有一个未知结构的新化合物 CaO·Si_2N_2O,在3CaO·Si_2N_2O 和3CaO·Al_2O_3两化合物之间形成连续立方固溶体。而 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统中则没有发现新化合物。在两个系统的富 Si_2N_2O区,过量的 Si_2N_2O 与 La_2O_3和 CaO 分别反应形成 Si_3N_4与 La_(10)[SiO_4]_(?)N_2(H-相)(和 CaSiO_3。所研究的这两个三元系统中,分别形成了如下几个四元相容性区。在 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统内有:H-Si_3N_4-La_2O_3·Si_2N_2O-La_2O_3·Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·Al_2O_3-La_2O_3·11 Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·11 Al_2O_3-Al_2O_3;H-Si_3N_4-Al_2O_3-O′s.s;H-Si_3N_4-O′s.s-Si_2N_2O在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统内有:Si_3N_4-CaSiO_3-CaO·Si_2N_2O-3CaO·Al_2O_3;Si_3N_3-CaSiO_3-3CaO·Al_2O_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_(?);Si_(?)N_(?)-CaSiO_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_2-Al_2O_3;Si_3N_4-CaSiO_3-Al_2O_(?)-O′s.s;Si_3N_4-CaSiO_3-O′s.s-Si_(?)N_(?)O