气相组分对氨吸收同步脱除模拟烟气SO2 和NOx 的影响

在pH值5.9～6.1,吸收液浓度≥1 mol·L-1的条件下,分析了模拟烟气的NOx氧化度、O2和SO2浓度,以及添加液相S(Ⅳ)氧化抑制剂Na2S2O3对SO2、NOx吸收脱除效率的影响.结果表明,氨可高效吸收脱除SO2和NO2,但对NO的吸收脱除效率几乎为0,因此,NO氧化是其吸收脱除NOx的前提.吸收液S(Ⅳ)浓度是影响NO2脱除效率的关键因素,气相O2浓度越高或SO2浓度越低,吸收液S(Ⅳ)浓度降低越快,继而使NO2吸收脱除效率降低越快.通过添加S(Ⅳ)氧化抑制剂S2O23-到吸收液,可在一定程度上抑制其氧化,从而延缓NO2吸收脱除效率的降低.     

稻田气溶胶NH3和气体NOx排放在线测定研究

气溶胶NH3和气体NOx是大气颗粒物和降水的主要成分,是形成气溶胶的关键物种.田间集约化氮肥施用是气溶胶NH3和气体NOx的一个重要来源,目前该领域的研究鲜有报道.2010年5月～2010年10月,在线监测了稻田施用尿素后气溶胶NH3和气体NOx的排放情况.监测系统的时间分辨率设置为1 h.在4次稻田施肥试验中,施肥后对气溶胶NH3排放和相应的气象因子连续采样20 d.在第4次施肥试验中,施肥后连续采样47 d,进而研究气体NOx的排放规律及其与气象因子的关系.结果表明,气溶胶NH3的排放因子分别为2.6%、5.5%、4.0%和1.6%,相应的排放通量分别为3.97、2.08、1.52和1.22 kg·hm-2.温度(空气温度和土壤温度)是影响稻田施肥气溶胶NH3排放的主要因子,而空气湿度和土壤水分对其排放的影响却不明确.通过分析监测数据可知,稻田施肥后NO2-N排放量与NO-N排放量的比值为9/4,气体NOx的排放因子和排放通量分别为0.14%和0.30 kg·hm-2.气象因子与气体NOx排放通量的关系也进行了初步探讨.     

焦煤比对烧结烟气中挥发性有机物排放特性的影响

采用PF-300便携式甲烷、总烃、非甲烷总烃测试仪对烧结杯实验产生的烟气进行挥发性有机物含量分析,研究了烧结燃料焦煤比对烟气挥发性有机物排放特性的影响,结果表明：挥发性有机物在烧结过程中持续释放,其排放趋势与NOx相一致;TVOCs和MHC的生成与煤粉和焦粉的挥发分有显著的相关性,以煤粉为主要燃料时,适当配加焦粉不仅对TVOCs和MHC具有物理减排效应,还存在煤焦混合协同减排的效应.同时对国内某钢铁烧结机进行TVOCs排放浓度及分样组成检测,表明：该钢铁烧结机烟气中挥发性有机物排放浓度较高,其结果与烧结杯实验所得曲线一致;烧结工序VOCs分样检测主要化合物为乳酸乙酯、丙酮、苯、甲苯、正己烷等.     

北京市夏季O3、 NOx等污染物“周末效应”研究

采用了2000-06-25~2000-07-07以及2000-07-26~2000-08-22在北京325 m气象塔观测平台观测到的O3、NOx(NO和NO2)、CO和SO2数据,分析了周末与工作日O3、NOx、NO、NO2、CO和SO2浓度变化的差异及成因.结果表明,除SO2之外,O3、NOx、NO、NO2和CO的周末浓度与对应工作日浓度相关性显著,均通过了显著性水平α=0.05的t检验,相关系数(R)依次为0.99、0.61、0.56、0.80和0.61.交通高峰时段(06:00~08:00)NOx和CO的周末浓度明显低于工作日浓度,该时段NOx和CO的周末浓度与工作日浓度的平均偏差分别为-28%和-9%.O3周末浓度与工作日浓度的回归系数为1.25±0.02.此外,周末O3的最大小时浓度值与最大8 h平均浓度值分别比工作日高23%和26%,表现出十分明显的"周末效应".     

烧结金属催化材料用于燃煤烟气净化的试验研究

采用以烧结金属粉末微孔过滤材料为烟尘过滤材料和催化剂基体、V2O5γ-Al2O3为催化剂、NH3为吸附剂的过滤原件,可实现对锅炉烟气中烟尘、SO2和NOx的同时去除.实验室试验结果表明:在150℃以下,SO2的去除率随温度的升高而增加,在150℃以上,SO2的去除率趋于稳定,均在90%以上;在50～350℃内,NO的去除率分别在150℃和300℃达到最高;在n(NH3)/n(NO)=1.0～1.6范围内,SO2和NO的去除率随NH3的升高而增加,n(NH3)/n(NO)＞1.6,SO2和NO的去除率趋于稳定.现场试验结果表明:在不同试验条件下,燃煤烟气经过金属过滤器处理后,其中的烟尘、SO2和NOx的过滤效率分别高于99%、94%和82%,浓度远低于北京市锅炉排放标准(DB11/139-2007)中的新建锅炉排放限值.     

铁矿烧结污染物排放特征探讨

铁矿烧结是我国钢铁工业主要工序之一,同时也是大气污染排放非常严重的工序,不仅污染物产生总量大,而且污染物种类多,仅通过末端治理的方法很难经济、高效的达到污染物减排。分析了铁矿烧结生产过程中烟尘、SO2、NOx、二恶英等污染物的产生原理和排放特征,为"源头削减-过程控制-末端治理"的污染物协同控制新思路提供理论基础。     

陶瓷窑炉内NOx生成的三维数值模拟

借助计算流体力学(CFD)FLUENT软件对NOx在陶瓷烧成过程中的生成机理进行了研究,并探讨了影响NOx生成的因素,为治理及减少NOx排放提供相关的参考.研究发现,随着升温速度的增大,窑内温度均匀性变差,易形成局部高温点(区),从而导致NOx生成速度的增大;燃料所产生的中间产物NH3或HCN浓度在远离烧嘴和料垛区域中较小,总NO和燃料型NO浓度却较大.不过,无论中间产物为NH3还是HCN,都不能减少有害气体的生成.     

流化床焚烧含盐苯胺废液的NOx排放特性

在流化床焚烧实验装置上进行含盐苯胺(C6H5NH2)废液的焚烧实验研究,用IMR-IMR2800P废气分析仪对焚烧尾气成分进行了在线监测,考察了焚烧工艺条件对NOx排放浓度的影响规律.结果显示:采用分级燃烧工艺和提高焚烧温度,可以降低NOx浓度;增大进料速率却导致NOx排放浓度的增加.当过剩空气系数(α)低于1.0时,NOx排放浓度随着α的增大急剧上升;大于1.1时,NOx排放浓度随α增加而减小.苯胺废液高温焚烧时添加氯化钠能降低NOx排放.     

基于卫星数据研究兰州市NO2时空分布特征以及冬季NOx排放通量

搭载在EOS AURA卫星上的OMI探测器由于其较高时空分辨率在大气痕量气体(O3,NO2,SO2)探测中得到广泛应用.利用2010~2012年OMI NO2柱浓度数据产品重构了兰州市以及周边地区NO2柱浓度分布,分析了其时空变化特征,并利用西南风场下NO2空间分布特征采用拟合方法研究了NOx冬季排放通量以及寿命.研究表明,NO2柱浓度空间分布呈现以兰州市为中心,浓度向四周扩散的特征;兰州市NO2柱浓度的年变化特征为12月达到最大浓度,8月达到最小浓度;2010~2012年NO2寿命分别为10.6,9.9,9.1h,NOx冬季排放通量分别为175.3, 183.7,179.9mol/s.其排放通量与兰州环境公报提供的氮氧化物排放通量数量级之间具有较好的一致性,说明利用卫星数据估算兰州的NOx通量方法的有效性.     

Fe-MnOx-CeO2/ZrO2低温催化还原NO性能研究

以纳米ZrO2为载体,用浸渍法制备出Fe-MnOx-CeO2/ZrO2催化剂,考察了活性组分配比和助剂负载量对催化剂低温NH3选择性催化还原NO活性的影响,并对催化剂进行了XRD、SEM、EDS和BET表征;探讨了温度、H2O和SO2对Fe-MnOx-CeO2/ZrO2催化剂低温下NH3选择性催化还原NO的影响,结果表明,无SO2和H2O条件下,8%Fe-10%MnOx-CeO2/ZrO2催化剂具有良好的催化活性和稳定性.120℃时,催化剂的脱硝效率为85.23%,当温度升至180℃时,脱硝效率可达到92.0%.SO2和H2O共存条件下,催化剂易失活,采用傅立叶变换红外光谱对各反应阶段的催化剂进行了表征,对其失活机制进行深入研究,结果表明,催化剂失活的主要原因是催化剂表面硫酸铵盐的沉积和催化剂本身活性成分的硫酸盐化.     

Shape dependence of support for NOx storage and reduction catalysts

Pt/BaO/Al_2O_3 catalysts with different BaO loadings prepared from Al_2O_3 nanorods(Pt/BaO/Al_2O_3-nr) and irregular Al_2O_3 nanoparticles(Pt/BaO/Al_2O_3-np) were investigated for NOx storage and reduction(NSR). The Pt/BaO/Al_2O_3 materials derived from Al_2O_3 nanorods always exhibited much higher NOx storage capacity(NSC) over the whole temperature range of 100–400°C than the corresponding Pt/BaO/Al_2O_3-np samples containing the same BaO loading, giving the maximum NSC value of 966.9 μmol/gcatat 400°C, 1.4 times higher than that of Pt/BaO/Al_2O_3-np. Higher catalytic performance of nanorod-supported NSR samples was also observed during lean-rich cyclic conditions(90 sec vs. 5 sec), giving more than 98% NOx conversion at 300–450°C over the Pt/BaO/Al_2O_3-nr sample with 15% BaO loading. To reveal this dependence on the shape of the support during the NSR process, a series of characterization techniques including the Brunauer–Emmett–Teller(BET) method,X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), H_2 temperature programmed reduction(H2-TPR), and in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy(DRIFTS) were also conducted. It was found that intimate contact of Ba–Al and Ba–Pt sites was achieved over the Pt/BaO/Al_2O_3 surface when using Al_2O_3-nr as a support.This strong interaction among the multi-components of Pt/BaO/Al_2O_3-nr thus triggered the formation of surface nitrite and nitrate during the lean period, and also accelerated the reverse spillover of ad-NOxspecies onto the Pt surface, enhancing their reduction and leading to high NSR performance.     

中高温区水合肼SNCR脱硝反应机制和特性研究

研究了水合肼选择性非催化还原法(SNCR)还原烟气中NOx的反应机制并加以实验验证,同时利用敏感性分析找出主导肼SNCR反应进程的基元反应,并分析了各相关因素对水合肼SNCR反应的影响,机制分析显示肼的脱硝反应温度呈双峰特性,峰值温度分别为650℃和975℃,低温段窗口为597～747℃.实验结果表明水合肼的SNCR双峰温度分别为653℃和968℃,低温段温度窗口为587～707℃,模拟和实验结果中的脱硝效率均呈现显著的双峰值特性.通过模拟计算与实验验证,发现本研究归纳的反应机制能较好地模拟肼的SNCR脱硝过程;通过敏感性分析确定,在肼的脱硝温度窗口内,最有助于NO脱除的基元反应是N2H4的分解反应,最有助于NO脱除的是NH2基元;氧气体积分数降低会导致肼的SNCR反应温度窗口向高温侧偏移,这一现象与氨水相反;n(N2H4)/n(NO)的增加会在摩尔比低于2.0时拓宽反应温度窗口并提升脱硝效率.研究表明水合肼拥有比传统脱硝剂更低的温度窗口,在SNCR脱硝工艺中具有良好的应用前景.     

An overview of emissions of SO2 and NOx and the long-range transport of oxidized sulfur and nitrogen pollutants in East Asia

The long-range transport of oxidized sulfur(sulfur dioxide(SO_2) and sulfate) and oxidized nitrogen(nitrogen oxides(NO_x ) and nitrate) in East Asia is an area of increasing scientific interest and political concern. This paper reviews various published papers, including ground- and satellite-based observations and numerical simulations. The aim is to assess the status of the anthropogenic emissions of SO_2 and NO_x and the long-range transport of oxidized S and N pollutants over source and downwind region. China has dominated the emissions of SO_2 and NO_x in East Asia and urgently needs to strengthen the control of their emissions, especially NO_x emissions. Oxidized S and N pollutants emitted from China are transported to Korea and Japan, due to persistent westerly winds, in winter and spring.However, the total contributions of China to S and N pollutants across Korea and Japan were not found to be dominant over longer time scales(e.g., a year). The source–receptor relationships for oxidized S and N pollutants in East Asia varied widely among the different studies. This is because:(1) the nonlinear effects of atmospheric chemistry and deposition processes were not well considered, when calculating the source–receptor relationships;(2) different meteorological and emission data inputs and solution schemes for key physical and chemical processes were used; and(3) different temporal and spatial scales were employed. Therefore, simulations using the same input fields and similar model configurations would be of benefit, to further evaluate the source–receptor relationships of the oxidized S and N pollutants.     

CoCuMnOx光催化氧化多组分VOCs特性及其动力学

实验采用共沉淀法制备太阳能吸收涂料Co Cu Mn O_x,探究可见光下甲苯、乙酸乙酯和丙酮混合3组分VOCs的光催化氧化性能,并从动力学角度分析各自的反应速率变化.结果表明,单组分VOCs初始浓度400 mg·m~(-3)、光照距离120 mm,350cm~2镜面载体负载1 g Co Cu Mn O_x下用100 W卤钨灯照射6 h后,甲苯转化率为57%、乙酸乙酯为62%、丙酮为58%;由于3组分VOCs之间相互竞争,甲苯、乙酸乙酯和丙酮的转化率较单组分下降了5%~26%.单组分与3组分VOCs的光催化均符合假一级反应动力学,单组分甲苯、乙酸乙酯和丙酮的反应速率分别为0.002、0.002 8和0.002 33 min~(-1);混合3组分中其反应速率为单组分的0.49~0.88倍.     

SO2对MnOx/PG催化剂低温脱硝的影响机理研究

采用等体积浸渍法制备了锰氧化物负载凹凸棒石(MnO_x/PG)低温SCR催化剂,通过SO₂暂态响应、程序升温表面反应(TPSR)等实验技术研究了烟气中SO₂对催化剂SCR脱硝活性的影响行为.采用程序升温脱附(TPD)、BET比表面及孔径分布测定、XPS等表征技术对催化剂硫中毒的机理及化学本质进行了深入分析.结果表明,低温下烟气中SO₂对MnO_x/PG催化剂的SCR脱硝活性存在显著的抑制作用,催化剂中毒主要由烟气中SO₂的催化氧化引起.一方面SO₂氧化为SO₃后与NH₃及H₂O竞争反应形成复杂的硫酸铵盐堵塞催化剂孔道,另一方面与活性组分MnO₂结合形成MnSO₄使得部分活性组分形态发生变迁.其中硫酸铵盐的形成可通过适当的热处理得以去除,而MnSO₄则不可恢复,但催化剂SCR活性却显著增加,表明MnSO₄的形成不是催化剂失活的主要因素.吸附态的硫可显著增加催化剂表面酸性,因此对SCR活性有促进作用.催化剂失活主要机理为:由气相SO₂的连续氧化并与NH₃相结合形成硫酸铵盐,并且在低温下难以分解,以致堵塞催化剂活性中心.     

氧化甲苯的MnOx-CeO2催化剂表面活性物种研究

采用氧化还原共沉淀法制备了一系列不同Mn/Ce摩尔比的MnOx-CeO2复合氧化物,并考察其对甲苯的催化活性.结果表明,MnOx-CeO2复合氧化物的催化活性优于单一CeO2,MnOx(0.5)-CeO2的催化活性最高,T90=190℃.同时,借助BET、XRD、H2-TPR、Raman和XPS等技术对催化剂的结构及表面活性物种等进行了表征.结果显示,Mn进入CeO2的立方萤石结构后形成固溶体结构,使得MnOx-CeO2复合氧化物的比表面积增大,氧空位和晶格氧含量增多,表面氧流动性增强.最后,对MnOx(0.5)-CeO2进行XPS和不同激发波长的Raman测试.结果显示,Mn主要分布在催化剂表面,且主要以Mn4+形式存在,Ce主要分布在催化剂体相.研究表明,高度分散在催化剂表面的Mn4+在甲苯氧化中起主要作用,Ce4+并未直接参与反应,而是起到了电子传递的作用.     

铜铈复合氧化物上石化行业典型VOCs的氧化行为与动力学

采用共沉淀法和等体积浸渍法制备了CuCeO x复合催化剂,对材料的物化性质进行了XRD、低温N2吸脱附、H2-TPR和O2-TPD表征.以石化行业典型VOCs(苯、甲苯和正己烷)为探针污染物,研究了污染物组成与浓度、反应空速、O2浓度、H2O浓度和催化剂种类对其氧化行为的影响,并对反应动力学参数进行了模型拟合.共沉淀得到的催化剂具有均匀的活性相、好的低温可还原性能和较多的活性表面氧物种.甲苯氧化率随着污染物浓度升高而降低,高转化率下苯浓度与其氧化率无相关性,正己烷的氧化率与入口浓度呈正比.苯能够显著抑制甲苯的氧化,而甲苯加入有利于苯的氧化.正己烷对苯氧化的影响较小,但能够促进甲苯的转化,苯系物对正己烷氧化有明显的抑制作用.低空速和高氧浓度都有利于污染物的氧化,氧浓度的变化对正己烷和苯的氧化影响较小.水汽对甲苯的氧化有明显的抑制作用,而对苯和正己烷氧化有明显的促进作用.共沉淀催化剂具有更好的甲苯和苯氧化性能,而无水条件下浸渍催化剂具有更好的正己烷氧化性能.拟一级动力学模型能够很好地模拟不同条件下污染物的氧化行为.