MnOx/TiO2低温脱硝催化剂优选及其性能分析

在模拟固定源烟气排放特征的环境下,分别研制比较了2种非负载型和1种负载型锰基催化剂的低温脱硝性能,初步筛选出低温活性较高的催化剂α-MnO₂/TiO₂,并对其抗水蒸气（H₂O）和抗SO₂性能进行了研究。试验结果表明,在无H₂O和无SO₂环境中,温度为150~200 ℃时,非负载型催化剂MnO_x和负载型催化剂MnO_x/TiO₂的催化活性均较高,NO_x转化率接近100%;但MnO_x/TiO₂催化剂低温时对H₂O与SO₂的耐受性差,特别是SO₂和H₂O同时加入时,催化活性将降至22%。低温脱硝工艺的工业化推广还存在诸多局限性,需进一步研究低温脱硝催化剂的抗H₂O和抗SO₂性能。     

多组分协同优先提锂工艺

从废旧的锂离子电池中提取有价金属并进行利用，对于环保和资源循环方面具有重要的意义。针对退役动力锂离子电池正极材料(主要成分为LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂)进行多组分协同优先提锂工艺研究。在正极材料、NaHSO₄、C、Na₂SO₄的质量比1.0∶0.8∶0.1∶0.8,焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,水浸液固比25 ml∶1 g,水浸温度25℃,水浸时间40 min的条件下，用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)及XRD对溶液及滤渣中的Li、Ni、Co和Mn元素含量进行分析，得到Li元素浸出率达到99.8%,Ni、Co和Mn元素的浸出率分别为3.6%、0.5%和1.5%,优先提锂效果显著。将富锂溶液进一步制备得成Li₂CO₃产品，沉锂率达到90%,产品经检测，满足电池级碳酸锂行业标准。     

Sb改性对Mn-Ce/TiO2低温SCR催化剂性能的影响

采用浸渍法分别制备Mn/TiO₂、Mn-Ce/TiO₂、Mn-CeSb/TiO₂ 3种催化剂,考察了3种催化剂在低温90～220℃之间的活性和选择性,并利用BET (Brunauer-Emmett-Teller,BET)比表面积分析、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、X光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、H2-程序升温还原(H2-temperature-programmed reduction,H2-TPR)和NH3-程序升温脱附(NH3-temperatureprogrammed desorption,NH3-TPD)对3种不同的催化剂样品进行了表征,分析影响选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)活性的原因。...     

CuO-WO3/TiO2催化氧化燃煤烟气中Hg0试验研究

提高燃煤电厂现有选择性催化还原（SCR）催化剂催化氧化单质汞（Hg⁰）的性能,能够有效增强燃煤电厂利用现有烟气污染物控制装置协同脱汞效率。采用分步浸渍法制备了一系列CuO-WO₃/TiO₂（CuWTi）催化剂,在温度150~350 ℃时模拟燃煤烟气条件,考察了催化氧化Hg⁰性能,并与商用脱硝催化剂进行了比较。探究了烟气中O₂、SO₂和NO等气体对Hg⁰氧化性能的影响规律。发现商用脱硝催化剂和WTi催化剂在不含HCl的模拟烟气中对Hg⁰氧化率均在30%以下,而Cu₂W₈Ti催化剂具有较好的Hg⁰氧化性能。采用X射线光电子能谱分析仪（XPS）对催化剂进行了表征,结果表明,CuO与WO₃的相互作用在催化剂表面生成了丰富的化学吸附氧,促进了Hg⁰的氧化。Hg⁰在Cu₂W₈Ti催化剂表面的氧化过程遵循Mars-Maessen机制。     

商用SCR催化剂对单质汞（Hg0）的氧化作用研究

为开发对烟气NO_x和汞等多种污染物具有良好联合脱除效用的一体化新型催化剂,研究了目前商用SCR脱硝催化剂对单质汞（Hg⁰）的氧化作用及其影响因素,探求Hg⁰氧化反应机理。实验结果表明：SCR催化剂对烟气中的Hg⁰具有一定的氧化作用,但在催化剂最佳反应温度250~300 ℃时,其对Hg⁰的最大氧化效率仍低于50%。在低浓度NO和5%O₂同时存在的情况下,催化剂对Hg⁰有相对较高的氧化效率;SO₂存在时,Hg⁰的氧化明显被抑制,SO₂对催化剂的毒性基本不可逆转;NH₃与Hg⁰在吸附过程中存在竞争关系,因而NH₃的存在降低了催化剂对Hg⁰的氧化效率;H₂O对Hg⁰的氧化有十分明显的负面影响。     

含二氧化钛的脉冲气液放电特性及降解四环素研究

利用光催化剂耦合气液放电等离子体可以有效提高水中有机污染物的降解效率,而催化剂添加会影响放电特性进而影响等离子体的应用效果。为了探究TiO₂添加对气液放电特性的影响,该文采用脉冲电源激励大气压空气中的气液放电,通过电学和光学诊断研究含TiO₂和未添加TiO₂的放电特性及等离子体特性,并利用紫外可见分光光度计检测溶液中活性粒子浓度及四环素去除率,讨论TiO₂光催化对放电特性及其降解四环素的影响机制。结果表明,含TiO₂条件下,脉冲持续时间内的峰值电流较未添加TiO₂时有所增大,且电流增大幅度随着电压的增大而增大,当电压为10kV时,TiO₂的添加使峰值电流增强了2.8倍。含TiO₂条件下的发光强度、N2(C-B)、Hα和O(3p-3s)的光谱强度与溶液中活性粒子浓度相比于未添加TiO₂时也明显增强,在电压10kV和频率1kHz时,添加TiO₂后H2O2浓度增大了7倍。此外...     

Incoloy 800H合金在675℃蒸汽中的氧化机理研究

Incoloy 800H合金被用于我国首台高温气冷堆核电机组传热管高温段，其最高设计温度达到675℃，对其在设计温度下的蒸汽氧化性能进行研究，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDS)等表征了Incoloy 800H合金的氧化层结构。试验结果表明：800H合金在675℃蒸汽中的氧化动力学曲线接近立方规律，氧化增重的立方与时间接近正比关系。氧化层呈双层结构，外层主要为Fe₃O₄和Fe₂O₃及少量Ni，内层为中间分布着少量金属Ni、Al₂O₃和TiO₂颗粒的Cr₂O₃纳米晶，在邻近氧化层的基体金属中，分布着Cr₂O₃、Al₂O₃和TiO₂内氧化颗粒。     

高压脉冲放电协同纳米催化剂降解苯酚废水

工业废水排放量逐年增多,其中含酚废水危害大,处理困难。为此,采用高压脉冲放电协同纳米型催化剂TiO_2和Fe-TiO_2对苯酚进行了降解处理实验,考察了催化剂的焙烧温度、投加质量对苯酚降解率的影响,并分析了苯酚中间产物质量浓度、溶液矿化率和总有机碳(TOC)质量浓度。结果显示:焙烧温度和投加质量对苯酚降解率有一定的影响,随着焙烧温度的升高、投加质量的增加,苯酚降解率均是先升高后降低;与单独脉冲放电相比,协同催化剂放电有效提高了苯酚降解率,且协同Fe-TiO_2催化剂的效果最佳;当Fe-TiO_2催化剂的投加质量为0.05 g,焙烧温度为450℃,放电时间为140 min时,苯酚降解率最高,达98.75%;中间产物质量浓度随放电时间的变化而呈现先增大后减小的趋势,相比单独脉冲放电,在协同TiO_2放电时间内苯二酚不再间断出现,且其他3种物质峰值质量浓度均有所提高,达到峰值质量浓度后的下降速度更快;相比投加TiO_2催化剂,在协同Fe-TiO_2放电时间内苯二酚完全降解,且对苯酚、对苯醌的峰值质量浓度均有所降低;投加催化剂后,矿化率提升幅度较大,相比单独脉冲放电,协同Fe-TiO_2放电时间为140 min时,溶液矿化率提高了1倍以上。研究结果可为脉冲放电协同催化剂技术处理苯酚废液提供一定的理论支撑。     

废弃贮氢合金粉的湿法回收工艺

废弃贮氢合金粉中含有大量的镍、钴等金属元素。采用全湿法回收废弃贮氢合金粉中有价金属元素,实现了对合金粉中的多种金属元素的分离和回收。试验结果表明,液固比为1∶1.67∶0.13∶7.5的废弃贮氢合金粉、工业浓硫酸、浓硝酸和去离子水在78℃左右反应,其浸出效果最为理想,其中镍钴两种金属的回收率可分别达到96.19%、96.57%。溶液中影响分离和回收效果的主要因素是酸度、温度以及无水硫酸钠、高锰酸钾、氟化钠的用量。采用该工艺方法回收废弃贮氢合金粉中的含钴硫酸镍溶液后,可进一步分离回收镍、钴,也可以综合利用直接制备成电池正极材料含钴氢氧化镍。该工艺流程简单、生产成本低、回报率较高,具有显著的社会效益和经济效益。     

碱基吸收剂脱除SO3试验研究

燃煤机组选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统在运行过程中，烟气中的NH₃与SO₃在特定温度下生成液态硫酸氢铵(ABS)，易在0～40%低负荷造成脱硝催化剂ABS失活和加剧空气预热器冷端换热元件ABS灰垢堵塞。碱粉喷射脱除SO₃是控制ABS的重要方法，但现有的格栅式多喷嘴装置存在喷射不均、SO₃脱除效率低等问题。研发了立式气固流态化混合分配装置，改善了烟道截面的粉体喷射均匀性。中试试验结果显示：SCR脱硝系统上游烟气中的SO3脱除效率达到55.6%，催化剂ABS结露温度降低8.6℃，最低连续喷氨运行温度降低11.9℃，可拓展催化剂安全运行温度下限，并减轻对机组调峰负荷下限的制约；空气预热器上游SO₃脱除效率达到84.3%,ABS沉积影响系数降低86.9%，可延缓空气预热器冷端的ABS灰垢堵塞；烟囱SO₃排放浓度约为2.5～3.4 mg/m³，可消除蓝色烟羽。     

SCR脱硝催化剂的再生与回收

SCR烟气脱硝中的催化剂是脱硝系统的重要核心,但价格高昂的催化剂的使用寿命有限,催化剂的消耗对于脱硝系统的运行成本有着重大影响。为此,分析了失活催化剂在现阶段的回收及再生情况,对能否为电厂减少经济开支以节约运行成本及减少废弃催化剂带来的二次污染进行了探讨。     

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%~10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355~420 ℃的温度范围内NO脱除率为80%~85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。     

失活SCR烟气脱硝催化剂再生工艺工业试验研究

SCR烟气脱硝催化剂在广泛使用的同时,失活催化剂大量产生。对失活催化剂进行再生,经济和环保意义重大。以某燃煤电厂运行了近25000h的失活SCR烟气脱硝催化剂为研究对象,在分析催化剂失活原理基础上,对催化剂再生过程中主要影响因素（压缩空气吹灰压力、超声清洗时间、清洗液硫酸浓度等）进行研究,并介绍失活催化剂再生处理步骤,包括清灰、预清洗、深度清洗、活性组分负载、热处理等。各类检测结果表明,采用所研发的方案进行再生,失活催化剂中碱金属、碱土金属及硫酸盐等污染物被有效清除,催化剂通孔率高达98.7%,比表面积明显恢复,相对活性提升至99%,抗压强度及单层催化剂SO₂/SO₃转化率符合使用要求,即失活脱硝催化剂各理化、工艺性能及其机械强度得到了有效恢复,可以再安装于脱硝反应器中继续使用。     

燃气轮机与燃煤机组SCR脱硝催化剂特性比较

通过对燃气轮机组(以下简称"燃气机组")与燃煤机组在NOx排放政策要求及SCR工艺中催化剂特性方面的对比,论述了在燃气机组应用SCR脱硝技术的必要性,分析了燃气与燃煤机组SCR脱硝工艺在催化剂布置、结构、成分及脱硝效率等方面的特性差异.研究结果表明,燃气机组因SCR工艺烟气温度低、基准氧含量高,入口烟气中NOx、SO2...     

燃煤电站SCR脱硝催化剂更换策略研究

选择性催化还原（SCR）烟气脱硝装置在火电厂的应用越来越普及,所使用的催化剂价格昂贵,对催化剂进行有效管理意义重大.对SCR脱硝催化剂有效管理所涉及的主要内容进行研究,包括催化剂更换方式、安装次序和再生催化剂的使用等,根据现场实际,设计了几种催化剂的更换方式,并对其效益进行评估.研究结果表明,在保证脱硝装置脱硝效率和氨逃逸率达标的基础上,使用再生催化剂和采用新旧催化剂安装位置调整等方法较传统方法经济性要好,成本相对较低.     

含钡SCR脱硝催化剂运行后的再生研究

对失活SCR催化剂进行再生处理,有利于提高电厂经济效益和环境保护。以国内某电厂运行后活性下降的含钡SCR脱硝催化剂为研究对象,采用3种方法（氢氧化钠-柠檬酸联合清洗、稀硫酸清洗和硫酸铵溶液清洗）分别对该催化剂进行再生处理,测试了再生前后样品的活性,并采用各类表征方法分析该类型SCR催化剂活性下降的原因及其经过再生处理后的性能恢复情况,同时比较了不同方法的再生效果。结果表明：硫酸钡和钾、钠等杂质在运行后催化剂表面的沉积,是引起催化剂活性下降的主要原因。3种再生方法能不同程度地去除催化剂表面的钠、钾等杂质元素,再生后的催化剂在不同氨氮摩尔比时脱硝效率均有明显提高,其中硫酸铵溶液清洗法对催化剂的再生效果最为理想。     

提高SCR反应器入口烟气温度的技术方法

SCR催化剂的活性受烟气温度影响,当反应器进口烟气温度降低到催化剂最低投运温度时,脱硝系统须退出运行。按照火电厂燃煤锅炉SCR脱硝装置的常规设计,在低负荷运行时经常出现SCR反应器进口烟气温度低于催化剂最低投运温度的情况,导致氮氧化物排放浓度超标。为了保证锅炉日常运行时SCR反应器进口的烟气温度满足催化剂投运条件,介绍了采用高温烟气加热、省煤器分段布置、旁路部分省煤器给水、提高锅炉给水温度等技术方法,并就其特点进行了对比分析。     

失活SCR脱硝催化剂化学清洗再生技术研究

以某燃煤电厂废弃的失活SCR脱硝催化剂为研究对象,用化学清洗方法对其进行再生,以了解化学清洗液有效成分、浓度和液固比等去除脱硝催化剂表面Fe2O3、K2O、Na2O的效果;同时,对再生前后脱硝催化剂的比表面积、孔容和脱硝活性进行了测试,并对比了二者的表面形貌特征。结果表明：硫酸、硝酸对去除催化剂表面中毒元素非常有效,其中硝酸溶液的最佳质量分数为2%;适当增大液固比有利于彻底清洗催化剂表面的中毒元素;经过化学清洗再生后,脱硝催化剂表面变得粗糙,比表面积增大至新催化剂的93.88%,脱硝活性有较大提高,为新催化剂的89%。     

含稀硫酸的实验室有机废液焚烧SO2排放特性试验研究

在流化床焚烧炉中进行了含质量浓度为0.5%的稀硫酸的有机废液焚烧试验。研究了氧化性气氛、还原性气氛、温度和过量空气系数对稀硫酸分解生成SO2的转化率的影响,并分析了稀硫酸分解的反应机理。研究结果表明,在750～950℃的温度条件下,稀硫酸分解生成SO2的转化率随温度升高而上升;随着烟气中氧浓度的提高,SO2的转化率随之下降。     

某电厂600 MW机组烟气脱硝系统性能评价

对烟气脱硝系统进行性能评价,有助于脱硝系统寿命管理和安全运行。以某火电厂600 MW机组选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统为例,介绍了烟气脱硝系统的评价过程与评价方法。通过测试一系列基础参数,包括脱硝效率、反应温度、SO2/SO3转化率、氨逃逸率、催化剂压降、催化剂内烟气流速及飞灰浓度等,掌握了此台机组脱硝系统的主要性能。试验结果表明,该SCR脱硝系统性能良好。为防止高温下SO2/SO3转化率升高及高负荷下催化剂内烟气流速过高,对该脱硝系统的运行调整提出了建议。