城市生活垃圾低温慢速热解实验研究

通过城市生活垃圾在固定床反应器中的低温热解实验,分析了最终热解温度对产物质量分布和热解气成分的影响。实验条件为:最终热解温度300～550℃,升温速度为10℃/min,物料粒径1 cm,氮气流量为1 L/min,固相停留时间为30 min。研究发现,随着最终热解温度的升高,热解半焦质量分数从57.55%迅速降低到31.45%,热解气质量分数从11.66%增加到24.15%,热解油质量分数先增加后减少,500℃时达到最大值36.67%。当最终热解温度从300℃增加到550℃时,CO的体积分数从45.62%逐渐降低到24.84%;CO_2的体积分数先增加后减少,350℃时达到最高值57.25%;H_2,CH_4,C_2H_6,C_2H_4和C_2H_2的体积分数逐渐增大,当最终热解温度为550℃达到最大值,分别为4.47%,12.91%,9.59%,7.49%和2.76%。     

合成氨含硫废气的综合利用：康开特（CONCAT）法生产硫酸

1.概述山西化肥厂以煤为原料,日产千吨合成氨。净化过程中产生的含硫废气,通过西德鲁奇化学与冶金工业公司开发的湿式接触法生产硫酸工艺,将湿的SO_2气体于高温下,直接在五氧化二钒催化剂上进行氧化,回收低浓度的H_2S,CS_2,COS,制取78％H_2SO_4。放空尾气SO_2含量小于200ppm,达到先进的排放标准。 2.废气来源 (1) 主要废气来自低温甲醇洗涤工序。其成份为:CO_2297.03、CH_40.48,H_2S2.03、H_20.17、CO 0.03、C_2H_60.26(单位为体积％),气量为21488标米~3/小时;温度20℃;压力1.45巴(绝)。 (2) 由氨回收来的酸性气体,含有微量的H_2S,NH_3和CO_2。气量为650标米~3/小时。 (3) 由氨贮罐来的弛放气,含有不凝     

铁铈钛复合氧化物催化剂的制备及其选择性催化还原NO的性能

采用共沉淀法制备了一种新型催化剂——铁铈钛复合氧化物催化剂，研究了Fe掺加量、体积空速以及H2O和SO2的加入对其选择性催化还原NO性能的影响；采用XRD和SEM等手段对催化剂的结构和形貌进行了表征。表征结果显示，Fe的掺加使催化剂表面的颗粒更均匀，提高了催化剂的分散度。实验结果表明：以Ce（NO3）3，Fe（NO3）3?9H2O，TiOSO4?2H2O为原料、按n（Ce）∶n（Fe）∶n（Ti）=0.2∶0.8∶1配比制得的Ce0.2Fe0.8TiOx为催化剂，在反应温度250 ℃、反应时间3 h、体积空速25 000 h-1的条件下，NO去除率为99.8%，N2选择性为100%；Fe的掺加显著提高了Ce0.2Fe0.8TiOx催化剂的抗H2O和SO2的能力。     

Mn-Ce/Ti-Zr-柱撑膨润土催化剂低温选择性催化还原法脱硝

以改性的有机膨润土为原料,制备Ti、Zr共柱撑有机膨润土(Ti-Zr-OPILC),并通过浸渍法负载Mn、Ce,制备得催化剂Mn-Ce/Ti-Zr-OPILC,运用XRD、BET分析了催化剂的物理化学特性,并考察了催化剂对NO低温选择性催化还原反应的催化活性.实验结果表明:催化剂的比表面积得到很大提高,Mn和Ce在载体上分散性较好;在反应温度为220℃、体积空速为40 000 h-1、n(NH3)∶n(NO)为1、初始NO体积分数为0.06％、O2体积分数为3.6％时,对NO去除率高达95％以上.     

γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al_2O_3作为载体,先后负载CeO_2,MnC_2O_4,Fe(NO_3)_3,CrO_3,Ni(NO_3)_2,NH_4VO_3等多种金属组分制备γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂,并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示:Fe,Mn,Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N2选择性;γ-Al_2O_3对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明:各金属化合物的最佳加入量为w(MnC_2O_4·2H_2O)=2 0%,w(Fe(NO_3)_3·9H_2O)=1 5%,w(CrO_3)=10%,w(Ni(NO_3)_2·6H_2O)=5%,w(NH_4VO_3)=10%,w(CeO_2)=5%,w(γ-Al_2O_3)=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al_2O_3负载多金属复合物为催化剂,在脱硝反应温度为205℃的条件下,NO转化率为96.7%;γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂经5次重复使用,NO转化率仍可稳定在94%左右。     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。     

CO还原脱硝反应锌铜双金属有机骨架催化剂的制备

采用离子交换法制备锌铜双金属有机骨架(Zna/HKUST-1,a=1/24,1/12,1/6,1/3,a为Zn与Cu的摩尔比),用于催化CO还原脱硝反应。采用XRD,SEM,FTIR,H2-TPR,BET等方法对Zna/HKUST-1进行了表征。表征结果表明:Zna/HKUST-1中有明显的Zn—O键和铜基金属有机骨架(HKUST-1)的结构,证明Zn成功进入了HKUST-1中;但随a的不同,Zna/HKUST-1的形貌、大小及比表面积出现了差异。实验结果表明,Zna/HKUST-1(a=1/24)对CO还原脱硝反应的催化活性最高,可在230℃达到NO转化率100%。     

臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对烟气的同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝处理。O_3于150℃下具有较高的热稳定性,可将NO氧化为高价态氮氧化物,且NO氧化率随n(O_3)∶n(NO)的增大而逐渐提高。烟气中SO_2和H_2O的存在对NO氧化率的影响不大。O_3对SO_2的氧化率较低,约为5%。3%(w)石灰石浆液对SO_2的吸收率接近100%,NO_x吸收率随n(O_3)∶n(NO)的增大而逐渐提高,当n(O_3)∶n(NO)为1.6时NO_x吸收率可达约65%。SO_2能促进吸收液对NO_x的脱除。石灰石浆液中加入0.2%(w)的(NH_4)_2SO_3或Na_2SO_3后NO_x吸收率可达约85%或82%,且吸收率随添加剂加入量的增加而提高,添加(NH_4)_2SO_3的NO_x吸收率略高于添加Na_2SO_3。     

Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC催化剂的制备及其对氨氧化反应的催化性能

分别以γ-Al_2O_3和活性炭(AC)为载体,采用浸渍法制备了Ru质量分数均为2.0%的Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC催化剂,并用X射线衍射仪和透射电子显微镜等方法对催化剂结构进行了表征.实验结果表明:Ru/AC中Ru沉积在AC表面,分散度较低;而Ru/γ-Al_2O_3中Ru进入到γ-Al_2O_3内部,形成了一种高度分散体系.Ru/γ-Al_2O_3对氨的催化活性高于Ru/AC,氨在Ru/γ-Al_2O_3和Ru/AC上的起活温度分别为200 ℃和266 ℃,T_(90)(氨去除率达90%时的反应温度)分别为267℃和320 ℃.随混合气体空速增大,Ru/γ-Al_2O_3催化剂的T_(90)逐渐升高,气体空速分别为3 600,4 800,5 400 h~(-1)时,T_(90)分别为235,266,303 ℃.随反应前混合气体中氨质量分数增加,氨的去除率降低.     

堇青石负载Pd和过渡金属氧化物催化剂的表征及其对CO的催化氧化活性

以堇青石蜂窝陶瓷(CC)为载体，采用浸渍法制备了堇青石负载Pd和过渡金属混合氧化物催化剂，记作Pd-M-Mn(M=Cu，Co，Fe，Ni)/CC。实验结果表明:Pd-Co-Mn/CC催化剂的催化活性最高;随着Pd负载量的增加，CO转化率提高;当Pd负载量为1.00%时，反应温度为150℃时CO转化率达到98%，200℃时CO转化率达到100%;在反应温度150℃条件下，Pd-Co-Mn/CC催化剂(Pd负载量1.00%)的CO转化率在前30h内小幅度下降，随后稳定在90%以上，反应100h后，催化剂表面颜色由黑色变为棕褐色。     

Mg3MnxAl1-xCO3类水滑石衍生NSR催化剂的制备及其性能评价

采用共沉淀法合成了三元类水滑石Mg_3Mn_xAl_(1-x)CO_3,通过高温煅烧得到其衍生氧化物Mg_3Mn_xAl_(1-x)O_m,再经浸渍负载Pt或BaO后制得新型NO_x存储/再还原(NSR)催化剂。XRD及SEM表征结果显示,当Mn与Al的摩尔比(Mn/Al)大于1时所制备的Mg_3Mn_xAl_(1-x)O_m有杂晶相出现且发生团聚,结合NO_x存储性能评价结果,确定最优Mn/Al为1。BaO负载不利于NO_x的存储,而当Pt负载量为1%(w)时NO_x存储性能最优,250℃条件下的存储量由负载前的0.52 mmol/g提升至0.61 mmol/g。CO_2与NO_x之间存在较强的竞争吸附。负载1%Pt催化剂的NSR性能评价结果表明,8个稀燃-富燃循环后NO_x的去除率为68%,表明催化剂的还原性能仍需加强。     

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V₂O₅-MoO₃/TiO₂脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga₂O₃质量分数的V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂脱硝催化剂。采用XRD、N₂-吸附脱附、H₂-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH₃-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示：Ga的添加对催化剂上MoO_x物种的影响不大,但降低了催化剂上VO_x物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga₂O₃质量分数为0.2%时,V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂催化剂的脱硝性能最佳。     

稀土改性NaY型分子筛催化热解废轮胎

采用稀土氧化物改性NaY型分子筛（Ⅰ型催化剂）,100 gⅠ型催化剂中添加0.5 g CeO₂得到Ⅱ型催化剂,100 gⅠ型催化剂中添加0.5 g La₂O₃和0.5 g CeO₂得到Ⅲ型催化剂。分别采用Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型催化剂催化热解废轮胎（粒径0.2 mm）,Ⅱ型和Ⅲ型催化剂的产油起始温度和终止温度均低于Ⅰ型催化剂。在催化剂加入量为2.5 g、废轮胎加入量为100 g 的条件下,Ⅲ型催化剂催化热解反应的产油率和油气总产率均高于Ⅰ型和Ⅱ型催化剂。Ⅱ型和Ⅲ型催化剂催化热解主要产生轻组分气体,Ⅱ型催化剂C₄选择性最高,Ⅲ型催化剂C₃选择性最高。     

应曲面法优化H2O2催化氧化烟气脱硝工艺

研究了H₂O₂催化氧化烟气脱硝工艺中H₂O₂质量分数、催化剂浓度和溶液pH对脱硝率的影响,采用 Box-Behnken响应曲面法优化了H₂O₂脱硝的工艺条件,得到了相应的数学模型,并进行了方差分析。结果表明,溶液pH、催化剂浓度、H₂O₂质量分数以及催化剂浓度和H₂O₂质量分数的一级交互作用对脱硝率的影响很显著,模型的决定系数为0.995 3,说明模型拟合效果很好。经模型优化分析的最优工艺条件为H₂O₂质量分数0.2%,催化剂浓度0.94 mmol/L,溶液pH 11.0,在此条件下处理进口流量3.5 L/min、 NO体积分数 2×10^-4、O₂体积分数10%、N₂体积分数90%的烟气,液气比为8 L/m³,脱硝率达97%。     

脱硝性能V2O5-WO3-CeO2/TiO2催化剂的制备及其

采用一步浸渍法和分步浸渍法分别制备了V_2O_5-WO_3-CeO_2/TiO_2催化剂,考查了其脱硝性能、抗SO_2中毒性能和脱硝活性稳定性,并通过SEM、EDS、XRD、激光拉曼等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明:分步浸渍法制备的催化剂的脱硝活性优于一步浸渍法,且抗SO_2中毒能力更强;在m(V_2O_5)∶m(WO_3)∶m(CeO_2)∶m(TiO_2)=1∶5∶10∶100时催化剂脱硝活性最佳,且具有良好的脱硝活性稳定性。表征结果显示,分步浸渍法与一步浸渍法制备的催化剂晶型结构相差不大,而分步浸渍法制备的催化剂颗粒粒径更小、更均匀,催化剂中Ce、O、V和W元素的含量更高。     

抗坏血酸和铁系还原剂修复铬污染土壤

通过投加抗坏血酸(C₆H₈O₆)或铁系还原剂(FeCl₂,(NH₄)₂Fe(SO₄)₂,FeS)对重庆某化工厂的Cr污染土壤进行修复。除FeS外,其余3种还原剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率均达80%以上,稳定效率均超73%,且投加量为理论值3倍和4倍时的效果相差不大。C₆H₈O₆相比于铁系还原剂表现出更好的长期稳定性,4~30 d的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中Cr(Ⅵ)的浸出限值(1.5 mg/L)。投加3倍理论值C₆H₈O₆的土壤在30 d时的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度仅为0.83 mg/L,稳定效率高达98.3%。除FeS外,其余3种还原剂均显著增加了土壤中Cr的残渣态占比。FeCl₂和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂会导致土壤pH降低。4种还原剂均未对土壤晶体结构产生明显影响。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体，先后负载CeO₂，MnC₂O₄，Fe（NO₃）₃，CrO₃，Ni（NO₃）₂，NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂，并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe，Mn，Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%，w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%，w（CrO₃）=10%，w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%，w（NH₄VO₃）=10%，w（CeO₂）=5%，w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂，在脱硝反应温度为205 ℃的条件下，NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用，NO转化率仍可稳定在94%左右。     

复合磁性光催化剂Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6的制备及其光催化性能

以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4为磁基体,制备了Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合磁性光催化剂。分别采用XRD、SEM、EDS和PL光谱技术对光催化剂进行了表征。利用氙灯为光源,以环丙沙星为目标污染物,考察了光催化剂对环丙沙星的降解性能。表征结果显示:复合磁性光催化剂中Bi_2WO_6晶相含量高,且结晶度大;Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4与Bi_2WO_6的质量比为1∶8时,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁基体与Bi_2WO_6基本复合(该复合磁性光催化剂以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)表示);Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合光催化剂光生空穴和电子复合几率低,具有较好的光催化性能。实验结果表明,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)具有较高的光催化活性,光催化反应140 min后对环丙沙星的降解率达82.39%,且具有良好的磁性能,易实现固液分离,便于回收再利用。     

层状氧化物NaCo_2O_4热催化H_2O_2降解亚甲基蓝

采用固相烧结法制备了NaCo_2O_4催化剂,构建了NaCo_2O_4-H_2O_2热催化体系降解亚甲基蓝(MB)。XRD和SEM表征结果显示,合成的NaCo_2O_4催化剂具有良好的稳定性。NaCo_2O_4对H_2O_2具有良好的热催化性能,反应温度越高,反应速率常数k越大,该催化反应符合一级动力学方程。NaCo_2O_4-H_2O_2体系对MB具有较好的降解效果,在反应温度为50℃、NaCo_2O_4加入量为50 mg、MB溶液加入量为100 mL、MB初始质量浓度为30 mg/L、H_2O_2加入量为1.00 mL的最优条件下,反应340 min时,MB降解率达87.00%;催化剂重复使用三次,MB降解率仍可达85%以上;经捕获剂效果对比实验发现,催化反应体系中存在h~+、·OH等催化活性物种。