烧结烟气低温SCR脱硝催化剂的制备及试验研究

为探索烧结烟气低温SCR脱硝催化剂的使用性能,制备了一种低温脱硝催化剂,在烧结厂区构建SCR脱硝试验装置,优化研究温度、NH3/NOx摩尔比与脱硝效率的关系,220℃及200℃连续运行及再生状况.结果表明:在200～350℃,脱硝效率达90.2％～93.6％,且随温度升高而升高,NOx满足超低排放要求;脱硝效率随NH3...     

烧结烟气条件下微波催化直接分解NO脱硝试验

复杂烧结烟气条件下,实现低温高效直接分解NO具有极大挑战性。在低温过量O₂且含SO₂和CO₂气氛下,本文通过研制CeO₂/MgCo₂O₄-40%BaCO₃催化剂用于微波催化高效直接分解NO,并考察该催化剂的脱硝和抗硫性能;通过XRD和TEM表征分析催化剂失活以及改性后失活得到改善的原因。结果表明：当进入气体中CO₂体积分数为5%时,该微波催化剂的脱硝率几乎保持稳定;引入CeO₂后,该微波催化剂的抗硫性能明显提升,在SO₂体积分数为0.1%气氛下,当反应温度仅为250℃时,该微波催化剂可实现99.9%的NO转化率和99.9%的N₂选择性;TEM结果表明,反应前后,该催化剂的形貌特征无明显差异。本文建立的微波催化直接分解NO的脱硝新方法,可为复杂烧结烟气条件下绿色深度脱硝提供新途径。     

锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂的脱硝性能研究

采用浸渍法制备锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂，探究硫酸浓度和锰改性量对催化剂脱硝活性的影响，并通过BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征手段对催化剂性能进行分析。结果表明，硫酸浓度为3 mol/L时催化剂的反应温度窗口为350～450℃,在400℃时达到最佳脱硝效率67%;继续添加5%Mn改性后，催化剂的反应温度窗口向低温移动至250～350℃,在此温度范围内N₂选择性保持在70%以上，并在300℃时达到最佳脱硝效率86%。随着硫酸浓度的增加，催化剂的比表面积先增大后减小，孔容、孔径迅速减小。硫酸活化增加了催化剂表面酸性位点的数量，提高了催化剂对NH₃的吸脱附能力。锰元素在催化剂表面以无定形态存在。锰改性催化剂在低温段较强的氧化还原能力是其反应温度窗口较硫酸活化催化剂低的主要原因。     

独居石负载钼氧化物催化材料制备及其NH3-SCR脱硝性能研究

使用浸渍法制备独居石负载钼氧化物的催化剂，并对其进行表征和NH₃-SCR脱硝性能测试。结果表明，当脱硝反应温度为400℃时，Mo/Ce物质的量之比为0.3的复合催化剂的NO转化率达到75%。独居石增大了催化剂的比表面积；负载金属氧化物均匀分散在独居石表面，形成了Ce³⁺/Ce⁴⁺、Mo⁵⁺/Mo⁶⁺共存的状态，能促进电子转移，生成氧空位和不饱和化学键，有利于独居石表面活性位点的增多。相对于纯独居石，复合催化剂的氧化还原能力和NH₃的脱附活化能力均有所提升，但主要集中在高温范围内，低温段脱硝效率提升相对较小。     

太钢烧结烟气氮氧化物超低排放技术研究

比较分析了当前工业化应用烧结烟气脱硝技术的原理和特点,针对脱硝工艺存在的问题,采用低温SCR脱硝中试设备在太钢450 m~2烧结机开展了连续8周的脱硝试验研究。结果表明,低温SCR催化剂空速高、催化活性稳定,在150℃条件下脱硝效率大于85%,NO_x平均排放浓度32.27 mg/Nm~3,试验过程中未发现明显铵盐沉积和催化活性衰减。低温SCR脱硝系统运行成本估算为4.68元/t-s,但不包括脱硫后烟气加热到150℃的成本。下一步研究的重点是降低催化剂活性温度窗口至110℃、提高催化剂抗硫能力和二噁英降解能力。     

Cr--MnOx/TiO2--ZrO2低温选择催化还原NO的活性及抗毒性能

采用溶胶凝胶法制备TiO2-ZrO2载体,然后采用柠檬酸溶液浸渍法制备Cr-MnOx/TiO2-ZrO2复合催化剂.通过X射线衍射、比表面积测试(BET)、扫描电镜、X射线光电子能谱等测试方法对催化剂的物化性能进行表征分析,并进行NH3选择性催化还原NO实验,考察催化剂在低温下的活性及抗硫抗水性能.Cr元素介入到MnOx中,形成了新型的CrMn1.5O4活性物相,其中的Mn元素多以Mn3+和Mn4+存在.高价态的Cr5+使Mn元素由Mn3+向高氧化态的Mn4+转化,有利于低温选择性催化还原反应的进行.鉴于Cr元素第一电离能和电负性均低于Mn元素,能优先于Mn与SO2-4和SO2-3结合,保护MnOx不被硫酸化,从而提高Cr-MnOx/TiO2-ZrO2催化剂的抗毒性能.制备的五种不同Cr/(Cr+Mn)摩尔比的催化剂中,Cr(0.4)-MnOx/TiO2-ZrO2的性能最优,其颗粒分散均匀,具有较大比表面积,在180℃时脱硝效率能够达到95.8%,同时通入5%H2O和10-4SO2,脱硝效率缓慢下降,反应8h后,下降到73%,并保持稳定.     

铥改性MnCeOx/TiO2催化剂在氨中低温还原NOx的优越性能

采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTm_yO_x/TiO₂(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmO_x对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmO_x/TiO₂催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH₃-TPD分析探究了TmO_x的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150℃具有95%以上的NO_x转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm_0.3O_x/TiO₂催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH₃-SCR脱硝性能。     

焙烧温度对改性稀土精矿NH_3-SCR催化剂脱硝活性的影响

采用混捏法制备催化剂,通过TG、H_2-TPR、NH_3-TPD、NO-TPD、XRD、BET等表征手段探究焙烧温度对催化剂氧化还原特性、NH_3与NO吸附性能及物相组成结构的影响。在配气条件为NH_3 600×10~(-6)、NO 600×10~(-6)、O_2体积分数为4%、N_2为平衡气体下,利用活性评价装置与红外烟气分析仪测试NH_3-SCR脱硝反应中催化剂制备时的焙烧温度、活性测试时的反应温度对催化剂脱硝活性的影响,同时在最佳反应温度条件下考察焙烧温度对氮气选择性的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂对NO与NH_3吸附性能减弱,氧化还原性能降低并向高温处偏移,催化剂晶粒增大,结晶度增强。脱硝率随焙烧温度的增加呈逐步下降的趋势,随反应温度增加呈逐步上升的趋势。在催化剂焙烧温度为500℃,反应温度为400℃时,催化剂的脱硝效率最佳,可达70.8%,氮气选择性为88.5%。     

烧结烟气臭氧氧化 半干法吸收脱硫脱硝实践

以梅钢7×105 m3/h烧结机烟气的脱硫脱硝为背景,研究了实际工程应用中臭氧对烟气的氧化和半干法对氧化产物(NOx和SO2)的吸收等问题。结果表明,臭氧喷入点位置对烟道内NOx氧化影响不大,喷射格栅保证了臭氧和烟气的均匀混合。吸收塔出口烟气温度对脱硝影响显著,NOx的吸收效率会随着温度的升高而降低,当温度高于95 ℃时,脱硝效率为0;而脱硫塔出口烟气温度变化对SO2吸收几乎没有影响。优化后的烧结烟气脱硫脱硝系统连续运行数据表明,出口SO2质量浓度均值为16.83 mg/m3,出口NOx质量浓度均值为72.33 mg/m3,均达到了系统设计要求。系统运行成本为10～11元/t,与活性炭烟气净化技术、循环流化床＋SCR工艺技术相比,臭氧氧化 半干法吸收协同脱硫脱硝工艺具有明显的优势。     

硫酸浓度对Mn改性稀土尾矿催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响

利用硫酸预处理白云鄂博稀土尾矿,随后采用浸渍法使其负载5%乙酸锰,经微波焙烧制成脱硝催化剂,考察了硫酸浓度(0、0.5、1、3 mol/L)对催化剂脱硝性能的影响。通过XRD、NH₃-TPD、H₂-TPR和XPS对催化剂进行了表征。脱硝活性测试结果表明：催化剂在100～250℃的脱硝活性随着硫酸浓度的增加先提高后降低,当硫酸浓度为0.5 mol/L时达到最佳。较高浓度(3 mol/L)的硫酸大幅度降低了催化剂的低温活性。0.5 mol/L硫酸处理的催化剂具有较宽的温度窗口,在150～250℃范围内均有较好的活性,200℃时氮氧化物转化率达到92%。表征结果表明：负载的Mn元素以非晶态存在或高度分散在稀土尾矿表面;随着硫酸浓度的增加,催化剂表面Mn⁴⁺的浓度降低,其NH₃吸附能力和氧化还原能力均降低,从而脱硝性能降低。     

低温氧化法用于烧结烟气脱硝的可行性探析

烧结烟气中氮氧化物（NOx）是危害人体健康和生态环境的主要污染物之一。鉴于大部分钢铁厂烧结生产线都还没配置烟气脱硝设施，烧结烟气NOx治理迫在眉睫。然而，烧结烟气具有温度低、SO2含量高、NOx含量低等特点，不适宜采用燃煤电厂常用的选择性催化还原（SCR）或非催化还原（SNCR）脱硝方法。介绍了几种低温氧化脱硝技术，分别采用氯酸、亚氯酸钠、高锰酸钾、过氧化氢和臭氧等氧化剂，并详细阐述其氧化原理及技术特点。还对低温脱硝技术应用于烧结烟气NOx治理进行可行性分析，认为过氧化氢法、臭氧法和和黄磷乳浊液法等氧化脱硝技术具有一定的市场前景。     

新型CeO2-Fe2O3联合催化剂用于催化CO还原NO

采用3种不同的方法合成新型的以Fe₂O₃颗粒为载体的Ce-Fe复合氧化物催化剂,探究不同制备方式的复合氧化物催化剂的催化CO还原NO性能,并通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氢气-程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)表征来对催化剂进行探究。结果证明Ce-Fe复合氧化物具有较高的催化活性,硝酸水热法Ce-Fe复合氧化物在900℃时脱硝率可达到99%以上。XRD中显示硝酸水热样品中CeO₂峰向高角度偏移,并且晶格常数变小。Raman结果说明硝酸水热样品CeO₂的振动峰向左大幅度偏移,结合XRD说明硝酸水热法可以形成Ce-O-Fe固溶体。H2-TPR说明氧化还原性:硝酸水热法>硝酸浸渍法>普通浸渍法。XPS结果说明硝酸水热法形成的Ce-O-Fe固溶体可以促进Fe³⁺向Fe²⁺、晶格氧向吸附氧的转换,这体现出复合催化剂Ce、Fe之间的联合作用。在整个反应过程中Fe₂O₃作为载体可以提供大量晶格氧,Ce-O-Fe固溶体的存在决定了复合催化剂的高催化活性。     

烧结矿催化还原NO的实验研究

摘要：《钢铁企业超低排放改造工作方案（征求意见稿）》中，计划将烧结烟气中NOx排放质量浓度控制在50mg/m3以内，烧结烟气NOx减排势在必行。因此，旨在利用烧结矿本身作为脱硝催化剂，以烧结过程产生的还原性气体CO为还原剂，系统地研究了烧结矿粒径、焙烧温度、空速比、CO/NO物质的量之比和O2体积分数对烧结矿催化脱硝效果的影响。结果表明，O2体积分数对烧结矿催化还原NO的转化率影响较大，当CO体积分数为3%、O2体积分数为1.04%时，NO的转化率为68.83%；O2体积分数降低至0.90%以下时，NO的转化率可达95%以上。无O2条件下，烧结矿粒径为0.2～1.0mm、焙烧温度为500℃、空速比为3000h-1、CO/NO物质的量之比为6时，NO的转化率可达99.58%。以烧结矿为催化剂能有效地促进CO对NO的还原，具有十分重要的环保意义和经济应用前景。     

升温法SCR脱硝结构流场优化设计

为了解决低温条件下SCR脱硝效率过低以及催化剂磨损问题,采用升温法SCR脱硝技术,通过数值模拟方法,优化烟气混合器、导流及喷氨系统,使得速度相对标准偏差、浓度相对标准偏差、温度偏差、速度偏转角以及压降等性能指标都满足设计要求,有效地保证了脱硝效率及高温烟气对壁面的烧伤,减轻了烟气对催化剂表面的冲刷.同时,结合工程项目实...     

柳钢烧结烟气氨法脱硫体系脱硝机理

为了揭示氨法脱硫体系中的脱硝行为,以柳钢265 m2烧结机和 360 m2烧结机为研究对象,测定并评估柳钢烧结烟气氨法脱硫系统的脱硝效率,并对吸收液进行检测,分析脱硝产物的走向。结果表明,烧结烟气中NOx主要以NO的形式存在,烧结烟气氨法脱硫体系具有一定的脱硝能力,平均脱硫率为94.30%,平均脱硝率为24.37%。在氨法脱硫体系下,主要脱硝反应为NOx被(NH4)2SO3还原为N2,其次是NOx被吸收液吸收转化为NO-3。由于NO分子的极性很弱,难溶于水,将NO转化为易溶于水的NO2是提高氨法脱硫体系脱硝率的关键。     

反应条件对钌催化剂和铁催化剂的氨合成性能影响

Activated carbon-supported Ru-based catalyst and A301 iron catalyst were prepared, and the influences of reaction temperature, space velocity, pressure, and H2/N2 ratio on performance of iron catalyst coupled with Ru catalyst in series for ammonia synthesis were investigated. The activity tests were also performed on the single Ru and Fe catalysts as comparison. Results showed that the activity of the Ru catalyst for ammonia synthesis was higher than that of the iron catalyst by 33.5%-37.6% under the reaction conditions: 375-400 ℃, 10 Mpa, 10000 h-1,H2:N2=3,and the Ru catalyst also had better thermal stability when treated at 475℃ for 20 h. The outlet ammonia concentration using Fe-Ru catalyst was increased by 45.6%-63.5% than that of the single-iron catalyst at low temperature (375-400℃),and the outlet ammonia concentration increased with increasing Ru catalyst loading.     

废弃脱硝催化剂选择性提取钒和钨

废弃脱硝催化剂富含钛、钨等有价金属,但同时也含有毒性较大的砷、汞、铅等有害物质,目前未得到工业应用,不仅浪费资源,还对环境造成巨大压力。针对失效脱硝催化剂,开展了综合回收研究,提出了“低温活化—选择性浸出—树脂交换”工艺技术路线。通过试验研究,钒、钨的浸出率分别可达96.29%和88.10%,钛基本被抑制在渣中,实现了钒、钨的选择性浸出;浸出渣可直接作为催化剂基体原料或采用硫酸法（或氯化法）制备高品质钛白,通过酸解—水浸—水解后可获得TiO2含量为99%的二氧化钛。     

稀土尾矿催化脱硝可行性实验研究

采用X射线荧光光谱分析仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对稀土尾矿进行表征分析发现,稀土尾矿所含元素较多,矿物与矿物间嵌布关系复杂。针对稀土尾矿的特性,利用立管炉对稀土尾矿催化脱硝性能进行测试。结果表明:NO转化率随着反应温度和气体停留时间的增加而增加,且固定床反应器NO转化率要高于鼓泡床反应器NO转化率。当反应温度为800℃时,NO转化率达98.7%。利用拟薄水铝石和稀土尾矿为原料进行研磨焙烧制备脱硝催化剂。稀土尾矿总量不变,随着拟薄水铝石质量的增加,NO转化率也相应增加。当反应温度为600℃时,拟薄水铝石与稀土尾矿质量比为1∶2的催化剂比纯稀土尾矿的NO转化率提高15%。热力学计算结果表明,含铁量较多的稀土尾矿用于CO还原脱硝是可行的。     

U型辐射管加热装置的性能分析

实验研究了U型辐射管加热装置的性能。确定了实行烧嘴分级燃烧的配风板和配风环的结构形式。研究认为,分级燃烧不仅能保证燃料的完全燃烧,改善辐射管的表面温度分布,而且还可有效抑制NOx的生成,高效换热器可提高热回收效率。结构优化后的辐射管加热装置在使用时可使辐射管表面温差控制在65-81℃,烟气中NOx（11％O2）含量小于70×10^-6,换热器的温度效率大于42％。