基于小样性能和柴油机台架试验的Urea-SCR钒基催化剂老化研究

本文分别应用小样评价试验和柴油机台架试验对国产的矾基催化剂和进口的钒基催化剂分别进行了水热老化和硫老化性能研究,并进行了对比分析。小样评价性能试验结果表明:两种矾基催化剂都有较强的抗硫老化能力;但对水热老化都非常敏感,国产矾基催化剂的NOx转化率的高效温度窗口降低了18%,进口矾基催化剂的NOx转化率的高效窗口降低了15%。柴油机台架试验结果表明:快速老化对矾基催化剂的活性有较大的影响,进口催化剂的劣化率低于国产钒基催化剂,但经过台架快速老化考核后的两种催化剂都能满足国IV排放标准的使用要求。     

钒基催化剂排放性能及耐久研究

本文对某国产矾基催化剂进行了台架耐久试验,并分别在耐久试验前后进行整机排放试验及不同氨氮比不同温度下的效率试验。对比耐久前后的结果看,催化剂耐久后出现劣化,尤其在高温(高于450℃)、低温(低于300℃)下劣化明显,NOx转化效率下降、氨泄漏增多,但整机排放试验满足排放要求。     

欧Ⅵ用钒基和铜基SCR催化剂对比研究

基于欧Ⅵ用钒基SCR催化剂和铜基SCR催化剂小样试验,从转化效率、氨存储、水热老化等三个方面,对钒基催化剂和铜基催化剂进行对比研究,分析发现铜基催化剂在低温转化效率方面优于钒基催化剂,在高温转化效率方面劣于钒基催化剂;而在氨存储和水热老化方面优于钒基催化剂。     

柴油机尿素SCR系统的钒基催化剂老化性能研究

通过小样评价试验和发动机台架试验,对自制的V2O5-WO3/TiO2催化剂进行了老化性能研究,并与国外同类型催化剂进行了对比,同时还通过对催化剂结构组分的表征分析,建立了催化剂结构与抗老化性能关系。试验结果表明:水热老化对自制和国外同类型催化剂的活性均有较大的负面影响,其中NOx转化率大于60%的温度窗口分别减少了18%和15%;而硫老化对温度窗口损失均仅为3%。台架快速老化试验后两种催化剂活性均有劣化,其中自制催化剂的ESC和ETC排放劣化率高于进口催化剂,但老化后两种催化剂仍可使发动机满足国-Ⅳ排放标准。组分结构分析结果表明:水热老化对催化剂的影响主要表现在比表面积的损失上,而比表面积的损失与催化剂组分中的V和Si含量紧密相关。     

Cu源对Cu-SSZ-13催化剂脱除NOx性能的影响

通过离子交换法制备了不同Cu源（硝酸铜、硫酸铜和乙酸铜）的Cu-SSZ-13催化剂,并利用X射线衍射（XRD）、比表面积（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）和NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）等表征手段结合固定床反应器研究了Cu源对催化剂选择性催化还原（SCR）活性的影响．结果表明：采用离子交换法制备的Cu-SSZ-13催化剂具有良好的SCR催化活性和N₂选择性,其中利用有机铜源（乙酸铜）制备的CuSSZ-13催化剂具有较好的低温催化活性和NH₃吸附稳定性．水热老化后,催化剂的NO_x转化率达到90%及以上的温度窗口(T₉₀)为175～575℃,其CHA结构的特征衍射峰强度有所降低,但结构并未发生明显变化,表明经过水热老化处理后的催化剂能够保持较高的活性．温度为300℃时,在反应进料中添加体积分数为500×10^-6的丙烯（C₃H     

柴油车超低贵金属含量催化剂性能研究

制备不同贵金属含量的Pt/γ-Al2O3/稀土催化剂,进行CO、HC转化性能试验6、00,h台架耐久试验与柴油机排放性能试验。结果表明Pt/γ-Al2O3/稀土贵金属型催化剂对CO、HC具有良好的起燃活性与抗老化性能。     

水热老化温度和时长对Cu-SSZ-13分子筛催化剂性能和理化特性影响的研究

通过离子交换法合成具有优异催化活性的Cu-SSZ-13分子筛催化剂,分别在不同的温度和时长条件下对其进行水热老化处理。比较了数个不同老化条件下的催化剂的NO_x催化性能、NH₃吸附性能,同时通过Brunauer–Emmett–Teller（BET）方法、X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）和H₂程序升温还原（temperature programmed reduction, TPR）方法对这些催化剂的孔特性、晶体结构和铜位点的数量分布等进行探究。测试结果发现水热老化会引起催化剂催化活性、催化温度窗口范围的全面下降,并导致气体吸附性能的下降和氧化还原性能的大幅改变。进一步研究发现水热老化引起晶体结构和孔结构的破坏,并导致大量活性位点的转变和流失。制备的Cu-SSZ-13分子筛催化剂总体上具有良好的耐久性,对老化温度的敏感性比老化时间更高。     

褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂性能研究

基于NH₃选择性催化还原（selective catalytic reduction, SCR）反应机理,对采用褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂在重型柴油机中的应用性能进行模拟研究,并与传统堇青石基底钒基催化剂进行对比。利用国六发动机台架测试结果对模拟程序进行了验证,然后研究了氨氮比、NO₂/NO_x比及空速对褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂在低温下NO_x转化及NH₃泄漏特性的影响。结果表明：低温下褶皱式玻璃纤维基底钒基催化剂的NO_x转化性能明显优于相同条件下的堇青石基底钒基催化剂。氨氮比的增加对褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂的NO_x转化性能无明显影响;当氨氮比从0.8增加到1.2时,在200 ℃~500 ℃的区间内NH₃的泄漏量由1×10^-6提高到100×10^-6。NO₂/NO_x比增加可有效提高钒基催化剂的低温性能。当温度为150 ℃时,NO₂/NO_x比由0提高为0.5,钒基催化剂的NO_x的转化效率从14.0%上升到76.0%,而NH₃泄漏量由428×10^-6下降为9×10^-6。当温度为200 ℃时,30 000 h^-1空速下钒基催化剂的NO_x转化效率为98.5%,比90 000 h^-1下提升近30.0%;NH₃泄漏量为7×10^-6,比90 000 h^-1下降低150×10^-6。     

不同硅铝比对Cu-SAPO-34的NH3-SCR性能及低温水热老化稳定性的影响

采用新型一锅法合成一系列硅铝比不同的Cu-SAPO-34催化剂。合成过程中,硅铝比分别设为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8,通入70 ℃含水10%的空气16 h进行低温水热老化。对新鲜和老化后的催化剂的NO_x去除活性、N₂选择性进行了实验测定;并进行了BET、XRD、H₂-TPR以及NH₃-TPD表征实验。结果发现:硅铝比为0.4的Cu-SAPO-34,其NO_x去除效率和低温水热老化稳定性都达到最佳。从XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD的表征结果也可以发现:硅铝比为0.4的Cu-SAPO-34催化剂在结构、铜离子特性及分布、表面酸性位点等特征都达到了一个相对优化的状态。由此得出结论:提高Cu-SAPO-34的NH₃-SCR性能以及低温水热稳定性的关键是,合成过程中保证硅铝比维持在一个比较小的值。     

加热炉及发动机台架老化对钒基SCR催化剂性能的影响

为适应国V排放标准的要求,探索钒基SCR催化剂耐久性的考核评价方法。在发动机台架上测试发动机台架老化和电加热炉老化2种方式下催化剂的劣化率。结果表明,从稳态单点转化效率看,相比台架老化,炉体老化方式转化效率的下降量低,但对于钒基SCR催化剂在重型柴油机ESC循环时的排放2种老化方式未见明显差异,炉体老化方式可以节省资源,这对国V标准下考核钒基SCR催化剂耐久性时采用炉体老化方式具有一定参考意义。钒基SCR催化剂低温区对于热老化更加敏感,劣化率较高温区的高,在标定后处理策略时应考虑低温劣化情况,防止在应用过程中氨泄漏超标。     

均相酸催化纤维素水热转化制备乙酰丙酸研究

乙酰丙酸的分子结构具有羧基、羰基等官能团,具有高反应活性,可转化为生物液体燃料及各种高值化学品,是一种重要的平台化合物。使用稀硫酸和马来酸等均相催化剂,在水相中催化微晶纤维素水热转化制备乙酰丙酸,研究反应参数对糖分子及其衍生物总产率、乙酰丙酸得率的影响。结果发现,在常压、180℃、90 min、5%硫酸浓度条件下,糖分子及其衍生物总产率达81.23%。当反应温度升高至190℃时,糖分子及其衍生物总产率降低,乙酰丙酸得率、选择性分别为73.64%、92.12%。研究结果可为纤维素水热转化制备乙酰丙酸提供参考。     

钒基催化剂NH3-SCR低温反应特性研究

利用固定床反应器及原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪,通过稳态及瞬态反应,研究了v205-wO,rri02催化剂低温NH3选择性催化还原(SCR)机理及低温活性的影响因素.结果表明:低温时,V205-WO3l'iO2 SCR催化剂首先吸附气态NH3,形成吸附态NH3nnH4．,然后吸附态NH3vnh^和气态NO反应,生成N...     

热老化温度对碳烟氧化活性的影响

由于炽热尾气长时间冲击,柴油机微粒捕集器(DPF)中的沉积碳烟颗粒会发生热老化.本文通过改变惰性气氛下的温度,研究热老化对柴油机碳烟颗粒微观物理化学特性和氧化活性的作用规律.结果表明,随热老化温度的升高,氧化反应特征温度和表观活化能表征的碳烟颗粒氧化活性逐渐降低;氧化活性的降低来源于碳烟颗粒物理化学特性的改变,即微晶尺寸增大,微晶曲率和层间距减小,以A_D1/A_G值表征的石墨化程度提高,而以I_C—H/I_C=C峰高比表征的脂肪族C—H表面官能团相对含量降低.此外,柴油机碳烟颗粒微观结构、表面C—H官能团相对含量与碳烟氧化活性具有良好的相关性,其中微晶曲率对氧化活性影响最大.     

我国SCR脱硝催化剂服役过程中运行规律的研究

针对某电厂SCR脱硝催化剂服役过程中的运行规律进行了现场试验研究,自行设计了催化剂活性测量装置,并利用先进的测试手段研究了催化剂失活的原因.结果表明:催化剂失活主要是由于催化剂磨损造成的活性组分流失及飞灰表面沉积共同作用所致,而在飞灰表面沉积作用中,以碱金属和CaSO4的影响为主.     

光伏背板用PET薄膜湿热老化性能研究

研究了PET薄膜在双85湿热老化后各项性能的变化规律,以及PET薄膜在老化后复合成背板的层间粘结力的变化情况。结果表明:随着湿热老化时间的延长,PET薄膜的表面张力、拉伸强度下降,结晶度升高,背板的层间粘结力下降。表面张力下降是电晕失效和水解共同作用的结果,结晶度升高导致PET薄膜拉伸强度下降。薄膜表面张力的下降和结晶度的升高造成背板层间粘结力下降。     

铜基/钯基催化剂甲醇裂解气发动机性能

以一台点火式电控发动机为原型机,在其排气管上串接一甲醇裂解器,利用废气余热裂解甲醇制取裂解气,然后作为发动机燃料.在改造后的发动机上,分别进行了铜基和钯基催化剂作用下甲醇裂解为裂解气的应用性能研究.结果表明,铜基或钯基催化剂裂解气发动机动力性能够达到原机95％以上,裂解气发动机当量燃料消耗率较之汽油机下降了24％左右,在仅用前级催化转化器时发动机碳氢(HC)排放和一氧化碳(CO)排放仅为原机的10％左右,氮氧化物(NOx)排放为原机的20％左右.与铜基催化剂相比,钯基催化剂裂解气发动机性能更好,而且其催化裂解效率、可靠性、催化剂附着性等方面均优于前者.     

生物质水热技术研究现状及发展

生物质水热转化技术作为一种新的生物质利用技术,在亚临界或超临界水下,将生物质直接转化为高品位气态、液态和固态产物。该技术具有原料适应性广、低成本和高转化率等特点,具有很好的应用前景。文章综述了近年来生物质水热技术研究的最新进展,分别对水热液化、水热气化和水热碳化3方面内容进行分析,对目前存在的问题提出了建设性的意见。     

污泥催化水热液化制备生物油的研究进展

水热液化是“双碳”背景下实现废弃生物质资源化、能源化利用的有效途径,特别是针对含水率高的污泥,可将其直接转化为生物油。然而水热液化转化效率和生物油中化合物的形成取决于水热液化工艺的各种参数,其中合适的催化剂在水热液化反应中具有非常重要的作用。均相催化剂中的碱催化剂主要作用于碳水化合物、木质素以及脂质等物质的液化反应,能够有效降低生物油中的氧含量,并能将生物油产率提高到48%左右。而酸催化剂可以促进蛋白质的水解以及脱氨反应,将生物油中的氮元素转移到水相中,从而降低生物油中的氮元素含量,提高生物油品质。非均相催化剂则促进了脱羧反应及美拉德反应,尤其是金属负载型催化剂,双金属的协同作用及过渡金属的加氢作用,将生物油产率最高提高至53.12%(Ni/Mo催化剂)。今后对各类催化剂的具体作用机理仍需进一步明确,以期开发出高性能、稳定性好、高选择性且成本适宜的催化剂,在提高生物油产率的同时改善生物油品质。     

园林废弃物水热炭燃料特性研究

以园林废弃物为原料进行水热碳化制备固体生物燃料水热炭,研究不同温度、时间对水热炭燃料特性和燃烧行为的影响,利用燃烧动力学对水热炭燃烧过程及参数进行模拟计算。结果表明：制备的园林废弃物水热炭的燃料特性得到明显改善,且水热炭燃料特性受温度影响较为显著。水热炭热值范围为19.86~27.93 MJ/kg,达到与工业煤相当的水平。水热炭燃烧参数点火温度（Ti）、燃尽温度（Tf）和最大失重率温度（Tm）随碳化温度的升高和时间的增加而增加,其失重量-失重速率（TG-DTG）曲线移向高温区,表明水热炭的热稳定性提高。水热炭燃烧反应过程的动力学拟合符合一级燃烧动力学线性模型（R2=0.93~0.99）,且水热炭具有较高的反应活化能（17.33~41.34 kJ/mol）。