改性酚醛基炭泡沫的表面结构及脱硫脱硝

采用前驱体改性的方法,以CuCl2、FeCl2和MgCl2为改性剂,制备出改性酚醛泡沫,经炭化/活化得到改性酚醛基炭泡沫。研究了不同金属对酚醛基炭泡沫表面物理与化学特性的影响,并进行同时脱硫脱硝实验研究。通过研究发现,添加CuCl2的样品比添加FeCl2、MgCl2的样品的中孔孔容大接近10倍;比表面积和孔容是CFCu>CF0>CFFe>CFMg;金属改性剂主要以金属和金属氧化物的形式存在于酚醛基炭泡沫中,而表面其他官能团大体结构不变。经CuCl2、FeCl2和MgCl2改性后,脱硫效率分别提高了39%、11%和13%,脱硝效率分别提高了19%、10%和4%,其中以CuCl2改性的酚醛基炭泡沫的效率最高。     

尿素、丙烯酸改性酚醛泡沫脱除烟气中的SO_2和NO

酚醛泡沫价格低廉制造方便,拥有可灵活控制的孔径及能够嫁接目标官能团的特点,是一种可用于烟气脱硫脱硝的优异新型吸附材料。选用尿素和丙烯酸对酚醛泡沫前驱体进行改性,研究改性后酚醛泡沫的表面结构变化及对脱除SO_2/NO的影响。结果表明,尿素和丙烯酸与树脂发生化学反应,在发泡成型后成功负载C—O、酚羟基、C—N、—NH和—CONH_2等有利于脱除酸性气体的活性基团。同时,改性后酚醛泡沫的比表面积和总孔容增大,孔径主要分布在中孔范围,孔壁上分布数量不等的小孔。这些改性后形成的物理化学结构提高了酚醛泡沫脱除SO_2/NO效率,脱除效果最好的复配改性样品为PF5(140 g苯酚中,加尿素20.0 g、丙烯酸23.0 g),在模拟无水烟气时,其稳态脱SO_2/NO效率分别达61.8%和21.75%。     

改性酚醛泡沫脱除SO_2/NO_x影响因素模型

改性酚醛泡沫具有良好的吸附性能,可用于脱除气态污染物,需深入研究其脱除效率与各影响因素间关系。首次引入支持向量机建立改性酚醛泡沫吸附反应床模型,研究在不同温度、气质比、含氧量等影响因素下改性酚醛泡沫脱除二氧化硫、氮氧化物等气态污染物的脱除效果及最优反应条件。烟气模拟脱硫脱硝实验确定RBF-ε-SVM模型为反应器内最优污染物浓度分布预测模型,惩罚系数c=100,gamma因子g=0.1。基于最优模型的各影响因素实验表明:氧气含量在6%时改性酚醛泡沫脱硫脱硝效果最佳;随着质气比的增加脱除效果增强;反应温度在80℃内脱除SO_2和NO的效率随着烟气温度的升高而降低。该模型可用于改性酚醛泡沫吸附反应床的最优工况选择,反应器内浓度分布的在线监控,以及指导反应器的放大、中试。     

基于亚硫酰基催化剂的烟气脱硫脱硝

利用核心成分为亚硫酰基的官能团进行了燃煤电站脱硫脱硝一体化研究。利用臭氧将烟气中的NO氧化为NO2,易溶于水的NO2及SO2则与水、氧气、氨水反应,最终生成硫酸铵及硝酸铵可作为复合肥的原材料。使用催化剂能够降低臭氧的消耗量。避免诸如亚硫酸盐等副产物的生成。通过在集装箱内搭建小型实验装置可直接抽取实际烟气,烟气处理量达到100 m3·h~(-1)。针对烟气温度、催化剂浓度、催化剂类型、O3/NOx比例等参数对污染物脱除效率的影响进行了研究。结果表明,上述参数变化对脱硫效率影响有限,脱硫效率始终能够稳定在99%以上。烟气温度越低,脱硝效率越高;脱硝效率最高能够达到88%。此外,为了降低运行成本,采用双氧水替代臭氧进行烟气氧化,其脱硝效率能够达到68%。     

Fenton氧化法同时脱硫脱硝的实验研究

应用Fenton液相氧化吸收法进行同时脱硫脱硝实验。首先,利用单因素实验,分别考察了H2O2浓度、Fe2+投加量、初始pH值、UV照射和温度对脱硫脱硝的影响。结果表明,SO2和NO去除率随着H2O2浓度和Fe2+投加量的增大而提高;初始pH对SO2和NO的去除有较大影响;UV能促进SO2和NO的净化;温度对脱硫效率影响不大,但对NO的去除有显著作用,适当升温可以提高脱硝效率。随后,考察了SO2对NO去除率的影响。通过单独脱硝和同时脱硫脱硝的对比实验发现,SO2的加入对NO的去除有一定的促进作用,Fenton法可同时获得起始约80%的脱硝效率和98%以上的脱硫效率。     

煤基活性炭表面改性对稀土负载型CeO_2/AC低温脱硝性能的影响

以煤基活性炭(AC)为载体,在不同温度下分别采用空气热氧化和硝酸浸渍对其进行预氧化表面改性处理,然后将稀土金属Ce3+负载在预氧化改性后的活性炭载体上,经煅烧而制得改性Ce O2/AC低温SCR脱硝剂。并采用N2等温吸附脱附测试、X射线光电子能谱等表征手段考察了2种不同预氧化改性方式对基炭孔结构和表面物化性质的影响。同时研究了不同预氧化方式、稀土负载量、煅烧温度对脱硝剂的低温脱硝性能的影响。结果表明:空气热氧化预处理的AC相对于原炭而言,比表面积没有明显损失,且基炭表面官能团得到了明显丰富;而经硝酸氧化的活性炭,比表面积有明显下降。制备Ce O2/AC低温脱硝剂的最佳工艺为:在350?C下,采用空气热氧化预处理,稀土负载量为5%(质量分数),500?C N2保护煅烧温度下,所得到的Ce O2/AC脱硝剂具有最佳低温脱硝活性。该脱硝剂在脱硝温度为150?C即可达到100%的脱硝率。     

氨-Fe(Ⅱ)EDTA法同步脱硫脱硝中试研究

在中试吸收塔反应器中,以氨基湿法烟气脱硫为基础,结合Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收NO技术,实现同步脱硫脱硝;采用单一变量法研究了塔型、填料几何特性、填料层高度、液气比和Fe(Ⅱ)EDTA浓度等因素对同步脱硫脱硝的影响。结果表明,在相同的条件下,填料塔比空喷塔和鼓泡塔有利于同步脱硫脱硝;空隙率高、填料因子小的填料能明显提高脱硫脱硝效率,填料层高度从0 mm增加到900 mm,脱硫脱硝效率分别增大了4.49%和19.55%;液气比和Fe(Ⅱ)EDTA浓度越大,脱硝效率越高,但对SO_2的吸收没有影响。最佳工艺条件为:ф25 mm鲍尔环作填料且填料层高度为900 mm的填料塔、液气比为12 L/m~3、Fe(Ⅱ)EDTA浓度为0.05 mol/L,在此条件下,脱硫脱硝效率分别达到100%和51.55%。     

臭氧定量氧化联合湿法吸收同时脱硫脱硝

采用臭氧定量氧化NO,并结合湿法吸收进行脱硫脱硝实验研究。吸收实验选取3种常见碱性吸收液,采用鼓泡法进行NO_x脱除效果对比,最终选定0.05 mol·L~(-1)的Ca(OH)_2乳浊液为吸收液。考察了NO和NO_2不同配比下的吸收效果,当氧化度为60%(NO_2/NO物质的量比1.3)时,吸收效果最佳。臭氧氧化实验结果表明,O_3/NO物质的量比为0.6时能达到最佳氧化度,碱液吸收NO_x脱除效率能达到76%,SO_2脱除效率达100%。当改进鼓泡方式后,最佳氧化度条件下NO_x脱除效率提高到85%。碱液pH对该法脱硝效率有影响,SO_2的存在对NO_x的脱除有一定促进作用。     

NaClO2/NaClO复合吸收液同时脱硫脱硝

针对NaClO2氧化吸收法脱硫脱硝成本过高,难以实现工业化的现状,提出了以NaClO2/NaClO为复合吸收剂的同时脱硫脱硝新方法,比单独NaClO2方法效率高,成本低。考虑实际工况条件,给定SO2与NO的初始浓度分别为2 850 mg/m3和670 mg/m3。结果表明,吸收液初始pH为6.0,液气比L/G为20 L/m3,反应温度为55℃时,平均脱硫脱硝效率分别可达99.8%和94.0%。在此基础上对反应机理进行了分析,总结出实验反应主反应方程式。该方法设备简约,操作简单,容易实现全自动控制,综合成本可以接受,比较适合中小型燃煤锅炉的烟气污染治理。     

半干法烧结烟气脱硫灰的氧化改性

半干法烧结烟气脱硫灰中含有大量CaSO_3,而CaSO_3对于脱硫灰的稳定性具有重要影响,限制了脱硫灰的处理和综合利用。为了解决该问题,采用低温静态氧化改性实验和高温动态焙烧改性实验,在掺加和不掺加催化剂条件下,对含CaSO_3的脱硫灰进行了氧化改性研究,并结合热重实验考察了半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO_3的高温动态氧化改性效果。结果表明,在低温为45、75和90℃时,掺入不同催化剂对半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO_3进行氧化改性2 h,效果依次为:MnO_2Fe_2O_3不掺催化剂V_2O_5,且CaSO_3的氧化率均低于2.2%;在不掺催化剂的条件下,在350℃以上焙烧30~60 min,CaSO_3的氧化率均可达到85%以上。结合热重分析结果发现,选择合适的焙烧温度和时间对提高CaSO_3的氧化率有重要作用。     

喷动床半干式烟气脱硫脱硝实验研究

烟气脱硫脱硝一体化技术适合现阶段我国国情,具有良好的应用前景。以尿素为吸收剂,在喷动床实验装置中进行半干式烟气脱硫脱硝研究,考察了该方法的可行性及尿素与污染物摩尔比、近绝热饱和温差、进口烟气温度、进口污染物浓度等主要操作条件对脱硫效率和脱硝效率的影响。结果表明：该方法在适当的操作条件下可获得85%以上的脱硫效率和70%...     

湿法烟气脱硫反应过程的实验研究

在石灰石/石膏湿法烟气脱硫中试台上,系统开展了浆液pH值、飞灰浓度、液气比、入口SO2浓度、烟气速度和氧化方式等对脱硫反应过程影响的实验研究。实验表明,脱硫效率随着石膏浆液pH值、液气比的升高而增加,且入口SO2浓度越高,液气比越低,影响效应越明显;脱硫效率随着烟气速度、烟气温度和入口SO2浓度的增加而下降;石膏浆液中飞灰含量对系统脱硫效率具有一定的促进作用:pH值>5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量相对较低,Fe3+对脱硫反应过渡态催化氧化影响程度较轻,不同工况脱硫效率差别不大。pH值<5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量随pH值降低而增大,增效效果逐渐显著;氧化方式对脱硫反应过程有明显的影响,强制氧化工艺的脱硫效率比自然氧化的高5%左右。     

硝基苯酚和硝酸改性酚醛泡沫脱除烟气中Hg~0

以酚醛泡沫作为基体材料,选择对硝基苯酚和硝酸作为改性剂,制备改性酚醛泡沫PF-12%NO_2和PF-HNO3-5,并研究其对模拟烟气中Hg~0的脱除能力。通过红外和热重表征发现,2种改性剂均可在样品表面引入硝基,且硝酸改性样品PF-HNO_3-5的热解温度更低,可能是由于其表面产生了大量羰基。脱汞实验发现,未改性样品PF-0的汞吸附量仅有0.46μg/g,而PF-12%NO_2的汞吸附量为1.45μg/g,PF-HNO_3-5的汞吸附量为14.63μg/g,表明硝基和羰基确实可以提升吸附剂对烟气中Hg~0的吸附能力。PF-12%NO_2和PF-HNO_3-5的汞吸附曲线均符合颗粒内扩散模型及Bangham模型。     

湿法并联氧化的脱硝机理

采取模拟烟气通过含有强氧化性的溶液(H_2O_2和KMnO_4)在鼓泡反应装置中进行单一的实验,研究吸收剂的温度和浓度对脱硝效率的影响,得出其最优脱硝条件,选取3种氧化剂的最优值进行并联实验,并分析其脱硝机理得出并联条件下的最优脱硝试剂。结果表明,H_2O_2的最优脱硝条件为:温度为60℃,浓度为0.5%,其达到稳定时的脱硝效率为58%;KMnO_4的最优脱硝条件为温度为40℃,浓度为0.2%,达到稳定时的脱硝效率为77%;并联条件下最优脱硝试剂为KMnO_4和NaClO_2,其脱硝效率为83%。     

电化学氧化法处理含盐苯醌模拟废水

利用钛基二氧化铅电极(Ti/PbO_2)作为电催化活性阳极,通过电化学氧化技术对苯醌进行降解矿化,考察常见共存无机盐对苯醌废水降解效率的影响。结果表明,NaCl存在下苯醌废水溶液的COD去除率相比硝酸盐提高了62%,相比硫酸盐提高了45%,NaCl能够显著增强电氧化去除苯醌的电流效率。苯醌的降解对氯离子非常敏感,存在少量的氯离子即可以引起氧化效率明显增加。氯离子浓度越高,苯醌模拟废水的COD去除率越高;但当氯离子浓度高于0.3mol·L~(-1)时,COD去除率反而有所下降。pH为8的弱碱性环境更有利于含氯离子苯醌废水的电氧化降解反应。提高电流密度可增大COD去除率;但升高温度会降低COD去除率。在pH为8、NaCl浓度为0.3 mol·L~(-1)、电流密度为10mA·cm~(-2)、温度为20℃的条件下,初始浓度为100 mg·L~(-1)的苯醌经3 h电化学氧化降解后COD去除率可达80.9%。通过高效液相色谱对电氧化降解苯醌的中间产物进行分析,发现氯离子存在下苯醌的降解速度显著提高,中间产物顺丁烯二酸的生成速度更快,这说明由氯离子生成的强氧化剂对苯醌具有极强的开环能力。     

Y_2O_3/AC催化剂的烟气同时脱硫脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列不同负载量的x%Y_2O_3/AC(x=2、4、6、8和10)同时脱硫脱硝催化剂,以CO为还原气,考察该催化剂同时脱硫脱硝催化活性。采用X射线衍射仪(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、比表面积(BET)对催化剂进行了表征。在不同负载量的催化剂中,6%Y_2O_3/AC表现出较好脱硫脱硝效果,SO_2和NO的T90%分别约为365℃和367℃。经HNO_3预处理过的活性炭载体制备的催化剂脱硝效果明显改善,催化剂预硫化可以显著提高脱硫脱硝活性,在550℃硫化的催化剂效果最好,NO和SO_2的T90%分别约为368和362℃,在380℃时脱硫脱硝率均可达到95%以上。     

脉冲放电等离子体烟气脱硫脱硝工业试验研究

40 000～50000 Nm3/h工业试验结果表明,烟气温度75～80℃,脱硫效率＞90%,脱硝效率＞40%,烟气温度90～95℃,脱硫效率＞80%,脱硝效率＞50%;脉冲能耗＜3 Wh/Nm3;随着温度升高,SO2热化学反应效率逐渐降低;随着氨硫化学计量比增大,氨泄漏逐渐增加,烟气温度90～95℃,氨泄漏增加更为迅速.并分析了副产物的成分,阐述了脱硫脱硝的机理,并探讨了烟气排放的温度.     

Ce掺杂的CNTs-TiO2光催化剂制备及其NO氧化性能

为探讨湿法脱硫后光催化在烟气脱硝方面的应用潜力,采用溶胶-凝胶法制备了金属、非金属掺杂的CNTs-TiO_2复合光催化剂,并在模拟烟气条件下对所得催化剂的NO氧化性能进行了测试与对比筛选,通过SEM、BET、XRD、Raman、XPS、DRS等手段进行表征。结果表明:TiO_2的氧化效率最低,掺杂金属比掺杂非金属的光催化剂的氧化效率略高,复合CNTs的光催化剂的氧化效率明显提高;CNTs-Ce/TiO_2比表面积较大,Ti—O键长最短,从而有利于光生电子沿Ti—O键向CNTs转移,可形成更多的三价铈氧化物,有利于催化剂表面的氧吸附;带隙宽度较低以及极大的紫外光吸光度,在NO氧化性能测试中表现出最优异的脱除效率,与TiO_2相比,效率提升了19%,与CNTs-TiO_2相比,效率提升了13%。进一步分析可知:Ce和CNTs具有协同作用,Ce掺杂TiO_2可以有效抑制光生载流子的结合,从而提高光催化活性;复合CNTs提高了催化剂比表面积并促进了氧空位的形成,从而促进整个催化氧化反应。     

脉冲放电协同Ag改性CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂对富氧条件下NO_x的脱除

随着机动车尾气中氮氧化物排放量的逐年增加,其对环境还有人体的危害也越来越大,为控制氮氧化物的排放,采用多针-板脉冲放电协同负载Ni、Co、Mn、Ce等金属氧物的复合型γ-Al_2O_3催化剂技术研究其在富氧条件下的脱硝效率,以及NO转化率,并使用Ag对γ-Al_2O_3催化剂进行相关改性制备出金属氧化物复合型催化剂,进而研究其脱硝率。结果表明:CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂的催化效果好于其他金属氧化物催化剂,其中脉冲放电协同CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂脱硝率为40.75%;不同负载量的Ce对催化剂活性影响也不同,协同负载量为1%的CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂最佳脱硝效率为48.89%,NO转化率达到67.33%;在Ag改性且Ag负载量为1%后,CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂其协同脉冲放电脱硝效率达到51.67%,对其BET表征后发现比表面积增加了3 m~2·g~(-1),同时催化剂上NO_x的还原活化位点增多。实验结果表明Ag改性CeO_x/γ-Al_2O_3催化剂协同脉冲放电在富氧条件下可以有效提高NO_x去除率,为下一步开发更高性能的催化剂提供了研究依据。     

活性炭法烟气脱硫脱硝试验研究

将活性炭法烟气脱硫脱硝工艺和循环流化床技术相结合,在自行设计的试验台上进行烟气同时脱硫脱硝试验。结果表明,活性炭给料量及烟气流量对脱硫脱硝效果的影响较小;在烟气排放温度范围(100～200℃)内,升高温度对脱硝有促进作用,对脱硫有抑制作用;水蒸气对脱硫效果的影响大于脱硝,其最佳工作区域为10%～12%(质量分数);SO2浓度的增加会降低脱硫脱硝效果,而NO浓度的增加对脱硫有促进作用,对脱硝影响不大;当NH3∶NO摩尔比达到1∶1时,可得到最佳脱硝效果,此时工艺的脱硫率>70%,脱硝率>40%。