以活性炭为载体的负载型催化剂的SCR脱硝性能

通过浸渍法负载Fe,Cr,Cu,Mn等过渡金属组分,制备以活性炭为载体的低温、廉价、高效的负载型催化剂,用于SCR脱硝.实验研究了活性组分、负载量、反应温度、氧气含量、表观流速等不同参数对催化剂脱硝效率的影响.结果表明,Mn的活性比Cu,Cr以及Fe的活性大,能更好地促进催化剂的催化脱硝;多组分催化剂催化脱硝效率要比单组分的脱硝效率高;活性炭载体上负载8%的Mn,Cu,Cr,Fe时,催化剂脱硝效率最佳;在一定氧气含量下,催化剂脱硝效率要比无氧时的脱硝效率高;在所制备的以活性炭为载体的负载型催化剂中,8Mn-8Fe/AC催化剂性能最稳定,催化脱硝效率最佳.     

La_(1-x)Ce_xMnO_3/赤铁矿催化剂的制备与低温SCR脱硝特性

采用柠檬酸络合浸渍法在赤铁矿上负载活性物质锰酸镧(LaMnO_3),并通过调节Ce离子掺杂量、活性物质负载量,制备了一系列用于烟气SCR脱硝的催化剂.实验考察了NH3还原剂条件下La1-xCexMnO3/赤铁矿催化剂的低温催化脱硝活性,采用XRD,BET,H2-TPR和NH3-TPD等表征方法对催化剂晶体结构、比表面积和氧化还原性等进行研究.结果表明,LaMnO_3/赤铁矿催化剂具有较好的催化活性,Ce的适量掺杂可改善LaMnO_3/赤铁矿催化剂的氧化还原能力、NH3分子的吸附能力和表面微观形貌,并使活性物质均匀负载在载体表面上,促使反应物NH_3,O_2,NO更容易吸附在催化剂表面发生反应,提高脱硝效率,改善LaMnO_3/赤铁矿催化剂的低温活性,La0.8Ce0.2MnO_3/赤铁矿催化剂在空速9000h-1,180℃条件下催化还原NO转化率可达98%.     

大型燃煤锅炉SNCR/SCR混合脱硝数值模拟及工程验证

为了提高选择性非催化还原/选择性催化还原(SNCR/SCR)混合脱硝中的还原剂在锅炉尾部烟道内的分布均匀性,基于FLUENT平台,对300 MW燃煤机组SNCR/SCR混合脱硝系统进行了数值模拟,重点分析转向室补氨喷射位置、混合器结构对烟气中氨氮组分混合的影响,计算结果与试验测量数据吻合很好.结果表明:SNCR反应后,转向室出口还原剂分布极不均匀;转向室侧墙补氨喷枪越靠近转向角位置,越有利于提升烟道内还原剂的平均分布;SCR反应器入口烟道设置新型复合X型混合器,进一步强化NH3与烟气的均匀混合,反应器首层催化剂入口截面还原剂浓度分布偏差从22%降低至7.4%;将优化的补氨喷射位置与混合器结构应用于现场锅炉,SNCR和SCR脱硝效率分别达到了35%和78.4%,SNCR/SCR联合脱硝效率达85.96%,脱硝效果良好.     

改性SAPO-34分子筛催化剂的SCR脱硝性能

采用浸渍法负载Cu,Mn及Cu-Mn双金属,制备以菱沸石分子筛SAPO-34为载体的低温、廉价、高效的负载型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂.考察了不同活性组分、负载量及煅烧温度对氨选择性催化还原(NH_3-SCR)催化剂活性的影响,并通过BET,XRD,NH_3-TPD,TEM,XPS等多种表征手段对催化剂进行分析.活性测试结果表明,Cu-Mn双金属共同负载的催化剂活性明显优于Cu或Mn单金属负载的催化剂活性,当Cu,Mn的负载量分别为2%和6%,煅烧温度为450℃时,催化剂的活性最佳,在温度为180~330℃之间脱硝效率均能达到90%以上.分析结果表明,Cu-Mn双金属共同负载与单独负载Cu或Mn相比,能够减弱活性组分与分子筛载体的作用,在催化剂表面促进活性组分分散得更加均匀,同时Cu的引入增加了高价态Mn~(4+)和Mn~(3+)的比例,有利于提高催化剂的活性,引入Mn可适当调节Cu~(2+)与Cu~+的比例,有利于拓宽催化剂的活性温度窗口.     

低温下CO选择性催化还原NO_x的实验研究

进行了CO作为还原剂选择性催化还原低温烟气中NO_x的实验.主要考察了反应温度、活性金属负载质量比、活性金属种类3个因素对脱硝效率及CO转化率的影响.结果表明:考察温度窗口内(100~180℃),随着反应温度的升高,Cu-Co/Al_2O_3催化剂的NO脱除率逐渐升高,Cu-Mn/Al_2O_3催化剂的NO脱除率先升高后降低,CO转化率不断增大;随着活性金属负载质量比的改变,实验工况下Cu-Co/Al_2O_3和Cu-Mn/Al_2O_3催化剂活性金属负载质量比均为1.5时催化剂的脱硝性能最优;Cu-Mn/Al_2O_3的整体NO脱除率高于Cu-Co/Al_2O_3;8种催化剂中活性金属负载质量比为1.5的Cu-Mn/Al_2O_3催化剂在160℃下脱硝效果最好.     

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CrMn1.5 O4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% H2 O和10-4 SO2,脱硝效率缓慢下降,反应8 h后,下降到73%,并保持稳定.     

135万t焦炉烟气低温SCR脱硝系统的构建及其催化剂性能研究

为探索低温脱硝催化剂在工业应用中的使用性能及其寿命,以年产135万t焦炭焦炉烟气NO_x治理为例,构建一套低温选择性催化还原工艺(SCR)脱硝系统,主要包括氨气稀释系统、烟气换热器、热风炉、SCR反应器等.结果表明,低温脱硝催化剂脱硝效率受烟气温度影响较大,当烟气温度在230℃左右时,脱硝效率高达85%;兼顾脱硝效率和逃逸氨浓度,当n(NH_3)∶n(NO_x)=0.85～0.9时,低温脱硝催化剂的脱硝效率稳定在80%以上;低温脱硝催化剂连续使用4 000 h,脱硝效率约下降30%,将脱硝烟气加热至320℃左右时,低温脱硝催化剂能够再生,再生时间为36 h,且在再生过程中,仍能维持较好的脱硝效率,即低温脱硝催化剂能够高温在线再生;低温脱硝催化剂使用24 000 h,脱硝效率仅下降5%,但逃逸氨的质量浓度上升并超出排放标准,抗压强度接近《火电机组SCR催化剂强检要求》中强度要求的下限值;催化剂失活后需更换,其使用寿命约为24 000 h.     

制备条件对蜂窝状MnO_x/ACH催化剂低温脱硝性能的影响

以酚醛树脂为黏结剂,在活性炭(ACH)表面担载MnO_x制备蜂窝状MnO_x/ACH催化剂,考察了制备工艺条件对MnO_x/ACH催化剂低温脱硝活性的影响。结果表明,酚醛树脂质量分数越高,所制ACH的机械强度越大,对孔道堵塞越严重;脱硝活性随着酚醛树脂质量分数的增加而逐渐降低。当载锰量(Mn的质量分数)为3%~15%时,随载锰量的增加脱硝活性增加;继续增加载锰量,脱硝活性变化不大。在300~600℃内,脱硝活性随煅烧温度的升高呈先增加后降低的趋势。此外,由于空气氧化使得低价态的锰氧化物转化为高价态的锰氧化物,从而导致脱硝活性大大提高。其中,在酚醛树脂质量分数为25%、载锰量为10%、400℃煅烧并经空气氧化的最佳工艺条件下,该催化剂在200℃下NO转化率达95%左右。     

改性活性炭纤维催化碳酰肼去除给水中的溶解氧

将制备的水热改性活性炭纤维负载Ni(Ni/GSACF)作为催化剂,催化碳酰肼还原去除水中的溶解氧(DO),考察反应时间、反应温度、初始pH值、碳酰肼质量浓度和催化剂质量浓度对DO去除效果的影响.在优化条件下,45 min后水中的DO质量浓度从5.1 mg·L^-1降至0.1 mg·L^-1,去除率可达98.0%.对载体和催化剂进行表征分析,水热处理后GSACF表面的含氧官能团明显增加,催化剂表面具有均匀分散的活性Ni物种.研究结果表明:活性炭纤维表面含氧官能团的增加有利于促进活性Ni物种在活性炭纤维表面的分散,从而提高Ni/GSACF催化剂的催化除氧性能.     

Au-Fe/NaY催化膜的制备及其在CO选择性氧化中的应用

以NaY分子筛膜为基体,采用离子交换法制备Au-Fe/NaY催化膜,研究Fe3+前驱体浓度对催化膜上Au负载量及其对CO选择性氧化催化性能的影响,同时考察反应温度、进料O2浓度对催化膜CO选择性氧化反应的影响。结果表明:随着Fe3+前驱体浓度的增加,Au的负载量增加,当Fe3+前驱体溶液浓度为5.0 mmol/L时,所制备的催化膜催化性能最好;催化膜在12 h的反应时间内具有稳定的催化活性;产物中n(CO)/n(H2)随反应温度的升高先降低后升高,在80℃达到最小,且随进料O2浓度的增加而降低。     

流化活性碳纤维脱除烟气中的SO2

应用流化状态下的聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACF)对模拟的工业烟气中的SO2进行吸附脱除实验,通过改变烟气流量、烟气温度、烟气中水蒸气的体积分数及SO2的质量浓度、ACF的循环比及新加入ACF的质量流量,研究了流化状态下ACF脱除SO2效率的影响因素与变化规律.结果表明:PAN-ACF具有良好的脱硫性能,其脱硫效率随着烟气流量的增大、烟气温度的升高和SO2质量浓度的增高而降低,随着烟气中水蒸气体积分数的增高先增高后降低,随着ACF循环比与新加入ACF的质量流量的增大而增高.     

近绝热饱和温度对聚丙烯腈基活性碳纤维脱除烟气中SO_2的影响

聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACF)是一种较新型的碳材料.应用聚丙烯腈基活性碳纤维对模拟烟气中SO2进行了吸附脱除实验,分别考察了烟气温度和烟气中水蒸气体积分数改变烟气的近绝热饱和温度对PAN-ACF脱除烟气中SO2效率的影响.实验结果表明,PAN--ACF具有良好的脱硫性能,近绝热饱和温度是影响其脱硫效率的重要因素.随着近绝热饱和温度的逐渐增大,PAN-ACF的脱硫效率呈现先增大后减小的变化趋势.通过改变烟气温度和改变水蒸气体积分数来改变烟气的近绝热饱和温度时,在相同的近绝热饱和温度条件下,PAN-ACF的脱硫效率是不同的,且脱硫效率随近绝热饱和温度改变而变化的趋势也不同.     

Zr-Mn-Fe/Al_2O_3的低温脱硝性能

采用浸渍法用ZrOCl2.8H2O,Mn(NO3)2.6H2O和Fe(NO3)3.9H2O制备了Zr-Mn-Fe/Al2O3复合催化剂.通过调节质量分数分别为2%,5%和10%金属元素锰和锆的负载量制备了不同的催化剂,测试了其在NH3条件下的低温脱硝活性,研究了不同组分配比和氧气含量对催化剂脱硝性能的影响.通过在载体上分别单独负载Mn,Fe和Zr来探究脱硝过程中起主要作用的催化活性组分.实验结果表明,在体积分数φ(NO)=0.05%,摩尔比n(NH3)∶n(NO)=1∶1和φ(O2)=3.6%的条件下,制备的催化剂5Zr-5Mn-10Fe/Al2O3表现出很高的催化活性,在180℃时脱除效率超过了98%,是一种良好的低温SCR催化剂.Mn在脱硝过程中是主要的活性组分,而Zr和Fe是助催化组分.此外,在反应过程中通入一定的氧气,可以明显提高NO的脱除效率,能促进NO的转化.     

氨法烟气脱硫中的氨逃逸

以脱硫喷淋塔出口的游离氨气为监测对象, 通过模拟烟气实验, 研究了吸收液的pH值、浓度、液气比(liquid to gas, L/G)和进口烟气温度等对氨逃逸量的影响. 实验结果显示, 随着吸收液pH 值、浓度和液气比的增加, 氨逃逸量逐渐增多. 为减少氨逃逸, 保证高脱硫率, 得到较为合适的工艺参数如下: pH=6.0, 吸收液浓度为1%, 液气比 为4 L/m³. 从氨逃逸和硫酸铵结晶两方面综合考虑, 进口烟气温度控制在90~110 ℃ 较为合适.     

钠碱法烟气脱硫工艺技术

采用乙烯废碱液作为吸收剂, 对模拟烟气进行钠碱法烟气脱硫实验. 主要考察了进口烟气温度、烟气含氧量、液气比、进口烟气SO₂ 浓度、烟气流速对脱硫效率的影响, 并对采用该工艺技术的某厂进行经济效益分析, 得出脱硫效率达到95% 以上的工艺参数: 进口烟气温度80~90 ℃、烟气含氧量5%~6%、液气比3.5 L/m³、烟气流速3.5~4.5 m/s 等. 以2.0% NaOH 和7.2% Na₂CO₃ 平均浓度及以上浓度乙烯废碱液的脱硫效率较高. 此外, 乙烯废碱液在烟气速度较低时具有一定的发泡趋势.     

Ag/Al2O3催化二甲醚选择性还原NOx的试验研究

为了拓展二甲醚（DME）在低温条件下选择性催化还原NOx的效果,采用浸渍法制备了Ag/γ-Al₂O₃催化剂,试验研究了反应温度、Ag/γ-Al₂O₃质量分数、氧含量、NOx源、DME/NO摩尔比对NOx转化率的影响.结果表明,Ag/γ-Al₂O₃催化剂在低温条件下具有良好的脱氮性能,在200 °C时就显示较高的活性,随着温度的升高,NOx转化率先增大后减小;Ag/γ-Al₂O₃的催化活性随氧含量的增加先增大后减小,氧含量约为8%时催化效果最佳;最佳Ag质量分数约为3%;DME/NO最佳摩尔比为2;催化活性基本不受NOx源的影响.
     

催化剂结构对SCR脱硝性能影响分析

为评估新能源大规模并网下,煤电机组频繁调峰引起选择性催化还原（SCR）脱硝装置氨逃逸率的变化问题,通过MATLAB编程方法构建SCR脱硝三维数值模型,就催化剂结构参数对脱硝性能的影响进行了研究。结果表明：催化剂孔节距对脱硝效率及氨逃逸率影响显著,反应温度为629.15K时,催化剂孔节距从6 mm增加到12 mm,SCR脱硝效率由72.63％降到51.04％,氨逃逸率由9.76％上升到25.1％;SCR脱硝性能随催化剂长度增加而增强,反应温度为639.15 K时,催化剂长度从300 mm增加到1 000 mm,脱硝效率由36.23％上升至69.05％;氨逃逸率由51.15％降低至8.90％。电厂负荷下降有利氨逃逸率降低,负荷从550 MW降低至330 MW脱硝效率由67.71％上升至73.28％,氨逃逸率由1.1％降低至0.14％。煤质劣化使氨逃逸率上升,煤质热值由 16747.2J下降至 15491.16J脱硝效率由71.14％上升至71.73％,氨逃逸率由1.47％上升至1.72％。     

基于离散相的选择性催化还原脱硝装置流场优化模拟

国内某660 MW超临界机组SCR脱硝装置在实际运行中出现催化剂磨损,为解决该问题以保证脱硝效率不受影响,利用数值模拟软件FLUENT模拟研究了原始脱硝装置内的流场分布情况。通过分析结果得出影响催化剂磨损的因素,并且经过多次模拟试验提出了优化方案,并对优化方案实施后的现场进行了测试。结果表明：通过将反应器上方方形顶部改为楔形顶、适当增减导流板数量以及改变导流板间距可以大大优化烟气速度场以及飞灰颗粒浓度场,从而可以在很大程度上提高SCR脱硝系统的效率。     

多孔氧化铝陶瓷内高温流体的流动及传热特性

通过仿真模拟的方法研究了模拟烟气、水蒸气及含尘烟气三类高温流体在多孔氧化铝陶瓷材料内的流动及传热特性。结果表明:随孔隙率增大,流体平均流速加快,流体进出口温降逐渐减小。三类流体中,水蒸气流速最大,在最大孔隙率下其流速达到66.64 m/s;烟气温降最显著,当孔隙率为0.3时,其进出口温差达到最大值85.6 K。随压差的增大,流体流速加快,其中受粉煤灰颗粒影响的含尘烟气流速增幅较小,流速仅从0.23 m/s增至0.93 m/s;另一方面,压差增大导致流体与壁面的热传导减少,模型内流体温降减小。含尘烟气流体扰动较大,当增大孔隙率和压差时,流速呈线性增长;尽管粉煤灰颗粒的存在强化了传热,但流体分子间的相互作用使得含尘烟气温度变化显著。