负载镍和酸改性活性炭脱硫影响因素

钢铁企业烧结烟气温度低且具有多污染物排放特点。活性炭(AC)是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料,且负载镍活性炭有较好的低温脱硫性能。为深入探究酸改性后负载镍活性炭用于钢铁企业烧结烟气低温脱硫的可行性,采用硝酸对椰壳活性炭进行改性并负载镍,模拟烧结烟气开展了反应温度和改性条件对活性炭脱硫影响研究,通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶转换红外光谱(FT-IR)对炭基和载镍活性炭进行表征。分析表明:Ni负载量为1%时,活性炭具有最佳脱硫能力;负载1%镍的硝酸改性活性炭(1Ni/NAC)最佳脱硫反应温度为60℃;AC载体经硝酸处理后脱硫性能得以提高。活性炭经硝酸处理后仍然保留丰富的多孔结构,比表面积、微孔容积和总孔容积均有所增加,酸改性可去除部分杂质以改善Ni的分散度,活性炭表面的酸性含氧官能团也有所增加。研究成果可为活性炭治理钢铁企业烧结烟气多污染物提供借鉴。     

活性半焦吸附剂吸附脱除FCC汽油中硫的研究

以半焦为载体经过多步活化改性后,对FCC汽油进行固定床吸附脱硫实验.分别考察了脱硫剂制备条件及固定床动态实验条件对脱硫剂吸附脱硫性能的影响.结果表明:半焦经过盐酸和氢氟酸脱灰、硝酸活化和高温增湿煅烧后脱硫率明显提高;活性组分NiO负载量为 1.0%,焙烧温度为450℃,焙烧时间为2h制备的脱硫剂在吸附温度为100℃,空速为3.0h-1 ,油剂比为 1.0时,脱硫率可达81.11%.     

MgO/AC复合材料脱除汽油中的硫化物

用造纸草浆黑液和硫酸镁为原料制得氧化镁/活性炭(MgO/AC)复合材料,研究了该复合材料的油品脱硫性能.考察了同定床动态实验条件对MgO/AC复合材料脱硫性能的影响,在固定床温度80℃、油剂比1.0、空速5h-1的条件下,脱硫率达98.23%.比较了MgO/AC复合材料、商品活性炭和氧化镁的脱硫性能,结果表明,MgD/AC复合材料有较高的脱硫性能和较大的硫容.300℃下保温2h对MgO/AC复合材料再生,脱硫率为91.46%,穿透时间为80min.     

K2SO4的添加对V2O5/AC催化/脱硫剂脱硫活性的促进作用

将K2SO4以等体积浸渍法担载在1wt%的V2O5/AC(V1/AC)催化/脱硫剂上,制备了K担载量分别为0.5wt%和1.0wt%的K2SO4-V1/AC催化剂.结果表明,K2SO4的担载显著促进了V1/AC催化/脱硫剂的脱硫活性,延长了SO2的穿透时间,增加了有效硫容;再生后二次脱硫活性基本得以恢复,促进作用继续保持,因此是该催化/脱硫剂的有效助剂.对于较高的K担载量(1.0%),适度升高再生温度至350℃有助于其二次活性的恢复.另外,在K2SO4担载的V1/AC催化剂上,脱硫过程中有K2SO4的形成,但只是中间产物而不是最终稳定产物,其对V1/AC催化/脱硫剂脱硫活性的促进作用,体现在中间物K2S2O7作为一个运输载体,促进了SO2的氧化产物SO3从催化剂氧化活性中心位置向周围孔道、储存位转移的过程,从而使得SO2的高转化率得以更长时间的保持.     

液相催化氧化吸收烟气中SO_2的研究

本文报告了水溶液催化氧化吸收烟气中的SO_2对各种因素,包括催化剂浓度和种类、反应温度、SO_2浓度和烟气流量,以及烟气中氧气含量和反应后溶液中SO_3~(2-)和SO_4(2-)浓度与催化剂浓度的定量关系进行了研究。当催化剂浓度为0.05mol/l,SO_2浓度1000—2000ppm,温度25℃时,SO_2吸收率85％以上。并初步讨论了液相催化氧化吸收SO_2反应机理。     

制备条件对Fe/AC脱硫活性的影响

考察了Fe/AC脱硫剂的煅烧温度和载铁量对脱硫活性的影响，并对脱硫剂进行了X－射线衍射（XRD）和EXAFS表征，结果表明：经250℃煅烧的Fe/AC脱硫剂具有最高的脱硫活性，200℃煅烧，前驱体未完全分解，高于250℃煅烧，会使活性组分聚集，二者均导致脱硫活性降低。Fe/AC脱硫剂适宜的载铁量为3．5－14％，大于14％担载量使脱硫剂微孔堵塞严重，致使其脱硫活性下降。     

利用傅立叶红外光谱和X射线衍射技术分析活性焦脱硫活性吸附位

由于目前对炭基脱硫剂的活性吸附位缺乏一致认识,采用傅立叶红外光谱和X射线衍射技术研究了活性焦脱除烟气中SO2的活性位。结果表明:SO2在非载铜活性焦上的活性吸附位有C-O官能团、苯基与不饱和基团。而载铜活性焦除此3种活性位外,铜的存在可能促进C=O发生还原转化为C-O而增强其活性,并作为一种活性位参与脱硫反应形成硫酸铜。     

V2O5/ACF催化剂用于烟气低温脱硝的研究

采用等体积浸渍法制备V_2O_5/ACF,CuO/ACF和Fe_2O_3/ACF催化剂,在H_2O和SO_2存在下,三种催化剂选择性催化还原(SCR)NO_x的活性依次为V_2O_5/ACF>CuO/ACF>Fe_2O_3/ACF.对V_2O_5/ACF催化剂中V_2O_5担载量、反应温度和反应空速对脱硝活性的研究表明,当H_2O和SO_2存在时,V_2O_5的最佳负载量为0.5wt%,在反应温度为180℃,空速为2000 h~(-1)时,NO转化率可达84%,表明该催化剂具有良好的抗H_2O和SO_2毒化的能力.     

凹凸棒石负载CuO催化剂脱除气态Hg~0

利用固定床反应器在模拟烟气条件下研究了凹凸棒石(PG)负载CuO催化剂(CuO/PG)对气态Hg~0的脱除.考察了CuO负载量、反应温度、烟气成分、SO_2浓度以及空速等对CuO/PG脱除Hg~0的影响,并利用逐级化学提取和程序升温脱附实验分析了CuO/PG上吸附Hg的形态.结果表明,CuO/PG对Hg~0具有较高的脱除能力,明显高于载体PG,且随CuO负载量的增加而增强(1%—8%);在150—250℃温度范围内,温度升高,CuO/PG对Hg~0的脱除能力降低;HCl对CuO/PG脱除Hg~0具有显著的促进作用,O2具有促进作用,H2O和SO_2具有抑制作用,NO的作用不明显;在6000—15000 h~(-1)空速范围内,空速降低,CuO/PG表现出了更好的脱除Hg~0的能力.逐级化学提取和程序升温脱附实验结果证实,CuO/PG对Hg~0的脱除是吸附和催化氧化的共同作用,Hg~0被氧化为Hg~(2+)的化合物并吸附在CuO/PG上.     

天然锰矿/Ce/TiO_2复合催化剂制备及其催化氧化NO性能

以安徽省青阳县出产的天然锰矿作为前躯体,采用等体积浸渍法制备了负载型天然锰矿/Ce/TiO_2复合催化剂,采用X射线衍射、比表面积分析及NO吸脱-脱附实验等方法对催化剂结构进行表征,探讨了活性组分Ce和Ti的掺杂比例、催化剂煅烧温度及反应温度等因素对其催化氧化NO和抗硫性能的影响.结果表明,经250℃煅烧的天然锰矿同时负载5%Ce和5%Ti的催化剂具有良好的催化氧化NO性能,当烟气温度在300℃及空速12000 h-1条件下,0.1%的NO氧化生成NO2的产率可达98%;当配气中单独加入5%水蒸气或低浓度SO_2(0.03%)时,对NO转化率几乎没有影响;但同时加入5%水蒸气及较高浓度SO_2(0.05%)时,催化氧化活性下降,停止添加后,其活性仍不能有效恢复.     

喷雾干燥吸收去除烟道气中的SO2

本文报道了处理量为2000m~3/的喷雾干燥法烟气脱硫试验的结果。化学计量比、烟气绝热饱和温度值、喷雾轮切向速度等因素,对脱硫的影响很大。试验表明,以石灰为吸收剂,当趋近绝热饱和温度值为24.5℃,化学计量比为1.2—1.8时,吸收塔的脱硫率为66—79％。而烟气中SO_2浓度增大时,脱硫率略有下降。     

Fe2O3/AC脱除煤气中的Hg0

利用固定床反应器在模拟煤气条件下研究了活性焦(AC)负载Fe_2O_3催化剂(Fe_2O_3/AC)对气态Hg~0的脱除,考察了Fe_2O_3负载、煅烧温度、空速、Hg~0浓度、H_2S等对Fe_2O_3/AC催化剂脱除Hg~0的影响及Fe_2O_3/AC催化剂的再生性能,采用扫描电镜(SEM)表征了Fe_2O_3在Fe_2O_3/AC上的分布状态.结果表明,Fe_2O_3/AC具有较高的脱除Hg~0能力,明显高于载体AC,主要缘于Fe_2O_3对Hg~0的催化氧化作用.Fe_2O_3/AC催化剂上负载的活性组分Fe_2O_3并不是均匀的分布在载体AC表面上,而是成块簇状分布状态.300℃煅烧温度下制备的Fe_2O_3/AC催化剂脱除Hg~0的能力最高.在5000—15000 h~(-1)的空速和21—200μg·m~(-3)的Hg~0浓度范围内,Fe_2O_3/AC催化剂具有良好的脱除Hg~0的能力.H_2S与Hg~0在Fe_2O_3活性位上存在竞争吸附、反应会降低Fe_2O_3/AC对Hg~0的脱除能力,但H_2S反应生成的单质S和FeS_x又可促进Hg~0的脱除.脱除Hg~0后的Fe_2O_3/AC催化剂可进行再生,再生后Fe_2O_3/AC仍具有良好的脱除Hg~0的能力.     

失活甲醇催化剂用于脱除硫化氢的研究

本文研究了失活甲醇催化剂用于脱除硫化氢的试验。结果表明，失活甲醇催化剂具有较好的脱硫性能，其重量硫容在室温和６２３Ｋ时稍低于工业氧化锌脱硫剂，在４２３Ｋ－５２３Ｋ的温度范围内则大于工业氧化锌脱硫剂，其体积硫容在室温下大于工业氧化锌脱硫剂，失活甲醇催化剂的工作硫容随着的升高而增长，而且在低反应空速时或者经过还原后具有更大的硫容。     

Mnx/SEP(海泡石)催化剂低温NH_3-SCR脱硝性能

以Mn(CH_3COO)_2和KMnO_4为前驱体,采用原位生长法在海泡石(SEP)载体表面负载锰氧化物,制备Mnx/SEP催化剂应用于低温SCR脱硝反应.分别考察了制备工艺及反应条件等因素对Mnx/SEP催化剂低温NH_3-SCR脱硝活性的影响.采用BET、XRD、SEM、XPS等表征手段对催化剂的结构和形貌进行表征分析.结果表明,在锰负载量为8 wt%、n(Mn(CH_3COO)_2)/n(KMnO_4)为3∶2时所制备的催化剂具有较佳的NH_3-SCR低温脱硝活性.当空速为10000 h~(-1)、反应温度在100—250℃区间时,转化率为100%,表明该催化剂具有高空速适应性.锰氧化物活性组分在海泡石表面的均匀分布和高的分散性使催化剂具有较大的有效比表面积,有利于催化剂NH_3-SCR反应;此外n(Mn(AC)_2)/n(KMnO_4)对催化剂表面活性物种形态特别是表面Mn~(4+)/Mn~(3+)比具有显著影响,进而与催化剂的低温SCR脱硝活性紧密相关.     

Ce(x)Mn/TiO2-y催化剂低温NH3-SCR脱硝性能

以锐钛矿TiO₂(P25)为载体采用原位生长法负载锰氧化物制备了Mn/TiO₂催化剂,再以等体积浸渍-煅烧法对该催化剂掺杂氧化铈制备Ce(x)Mn/TiO₂-y催化剂用以烟气低温SCR脱硝.在固定锰负载量(质量分数为8%)的基础上,考察了铈掺杂量(铈锰摩尔比)、煅烧温度对催化剂SCR脱硝性能的影响.采用TEM、BET、XRD和XPS等手段表征了催化剂的理化结构特性.结果发现,当Ce/Mn的摩尔比例为1.0,煅烧温度为300℃时,Ce(1.0)Mn/TiO₂-300催化剂在150—300℃温度范围内、10500—27000 h^-1的空速范围内,能够保持90%以上的NO转化率.理化性能分析结果表明,煅烧温度对催化剂的微观形貌影响显著,随着煅烧温度的升高,Ce(1.0)Mn/TiO₂-500催化剂活性物种颗粒集聚明显、比表面积降低,且锰氧化物价态分布偏向于低价态;铈的掺杂有助于Ce(1.0)Mn/TiO₂-300催化剂活性物种在载体表面的均匀分散,可以促进产生更多的Mn4+物种和更多的吸附氧,有利于催化剂低温SCR脱硝性能的提升.     

MnO2/H2SO4溶液同时脱硫脱硝实验

采用MnO2/H2SO4溶液作为吸收液,以Fe3+作为催化剂在自制的鼓泡反应器内,对模拟烟气进行同时脱硫脱硝的实验研究,主要考察MnO2浓度、Fe3+浓度、pH值、反应温度、NO浓度、SO2浓度、氧含量、烟气流量等因素对SO2和NO脱除效率的影响.实验结果表明,MnO2浓度、Fe3+浓度、烟气流量、反应温度、NO浓度、SO2浓度对脱硝率影响显著,pH值、氧含量对脱硝率影响不大.在整个实验范围内脱硫效率总是保持在98%以上,脱硝效率最高达到70.9%.     

土壤对SO_4~(2-)的吸附-解吸特征

研究区两类主要农业土壤在实验温度和吸附平衡液浓度相同时,酸性淋溶土(红壤、黄红壤)SO_4~(2-)吸附量均高于近中性水成土 (水稻土、潮土),与土壤游离Fe,Al含最呈显著正相关,吸附过程均符合Freundlich和Ternkin方程描述规律:低温(10℃)时吸附量均高于常温 (25℃),表明吸附系放热反应,有利于冬,春酸雨频仍季节土壤对SO_4~(2-)的固定,研究表明土壤吸附过程由快速反应(0—4h)和慢速反应(4—48h)两部份组成,且符合反映吸附机制较复杂的多级动力学反应规律,0.01mol/l Ca(NO_3)_2和1.0mol/l NaCl对土壤吸附态SO_4~(2-)的解吸率较高,表明SO_4~(2-)主要被土壤吸附于带正电荷的氧化物胶体表面,离子交换可逆吸附机制似占较大优势。     

金属有机骨架材料MOF-5催化吸附SO_2

采用溶剂热法制备金属有机骨架材料MOF-5催化剂,应用于SO_2的净化处理.采用XRD、SEM、TGA和N2吸脱附等表征手段对催化剂的结构和形貌进行表征.结果表明,溶剂热法所制备的MOF-5,具有规则的立方体结构,尺寸在2—3μm左右,且比表面积可达1024 m~2·g~-1,孔容可达0.65 cm~3·g~(-1).系统考察了不同温度条件下MOF-5催化剂对SO_2的吸附能力,表明在200℃以下,MOF-5催化剂对SO_2均具有较好的吸附能力,并且具有较好的使用寿命;25℃时MOF-5催化剂对SO_2的最大吸附量为4.3 mmol·g~(-1).吡啶吸附和CO_2-TPD分析表明溶剂热法制备的MOF-5晶体具有较多的酸性活性位和碱性活性位,有利于SO_2的吸附氧化及存储.运用in situ FTIR系统研究了SO_2在MOF-5催化剂表面的反应行为,表明MOF-5催化剂表面的主要生成产物为硫酸盐,特别是双齿双核硫酸盐居多.进一步对MOF-5催化剂吸附储存SO_2的反应机理进行了深入的探讨.     

高温脱除H2S的Mn—Fe／Al2O3脱硫剂研究

本文在热力学分析的基础上,制备了Ｍｎ－Ｆｅ／Ａｌ２Ｏ３脱硫剂,原料气中Ｈ２Ｓ浓度约为０．３％,空速约为３０００ｈ＾－１,在５５０－６５０℃的反应条件下,进行了脱硫反应实验,当出口Ｈ２Ｓ浓度大于０．０１％时,结束脱硫反应,在７１０℃,２４００ｈ＾－１空速的条件下,用１０．８３％的Ｏ２对脱硫剂进行再生,当出口ＳＯ２浓度低于０．００２％时,结束再生反应。     

基于CeO_2/TiO_2催化H_2O_2氧化低温脱硝的实验研究

以H_2O_2为氧化剂对NO进行低温氧化脱硝,考察了非催化和纳米TiO_2催化作用下的H_2O_2氧化低温脱硝性能;并以纳米TiO_2为载体,采用等体积浸渍法掺杂过渡金属氧化物CeO_2进行改性,制备了一系列CeO_2/TiO_2催化剂,探究了其催化作用下H_2O_2的氧化脱硝性能,并筛选获得了催化剂的最佳CeO_2负载量;进一步针对最优催化剂,考察了不同烟气工况对催化剂活性的影响,并进行了XRD、H2-TPR以及XPS等表征分析.表征结果显示,CeO_2的负载量会影响催化剂中晶格氧的含量,晶格氧相对含量的增加有利于氧化还原反应中的电子传递,这是促进H_2O_2活化分解的关键.实验结果表明,CeO_2/TiO_2催化剂能有效促进H_2O_2的活化分解实现低温脱硝,且CeO_2负载量为3%wt时,催化活性最高;在烟温为160℃、[H_2O_2]/[NO]物质的量比为2以及空速为30000 h-1时,NO转化率最高可达76%.