低温非钒基NH3选择性催化还原催化剂的技术需求和研究进展

低温脱硝技术对于氮氧化物(NOx)的脱除意义深远,而NH3选择性催化还原(NH3-SCR) NO技术不仅在燃煤工厂里有应用,也在移动源的NOx的脱除上有应用的潜能.在低温NH3-SCR技术领域,很多非钒基的催化剂材料因其优异的催化性能受到重视.简述了低温SCR技术在能源、水泥、冶金行业的技术需求,并着重介绍了各种催化剂的SCR活性、不同催化剂的催化机制和抗SO2、H2O性能.并由此得出未来工业脱硝对催化剂的高SCR催化活性、高的N2选择性以及良好的抗SO2和H2O性能的要求.     

燃煤烟气低温SCR脱硝中试研究

低温选择性催化还原(SCR)脱硝是国内外脱硝技术研发的热点,但目前主要集中在实验室小试范围,无法完全反映催化剂在实际烟气中的运行状况。在30 t/h循环流化床燃煤锅炉脱硫除尘装置后建设了2 000~5 000 m3/h的SCR脱硝中试装置,经系统研究发现,中试使用的蜂窝式催化剂对SO2和NO具有很强的吸附能力,且反应温度、喷氨速率和气体空速均会影响催化脱硝效率。为期5 d的连续运行实验结果表明,催化剂的脱硝效率一直稳定在30%~50%,并未发现明显的失活,这证明设计除雾除尘器、较大的混合器、混合器与反应器间较长的管路均有利于缓解催化剂因SO2、H2O和飞灰中的碱性金属导致的失活。     

CeOx对低温选择性催化还原脱硝催化剂FeOx-MnOx/TiO2的改性研究

制备了不同CeO_x负载量的(CeO_x)_n-(FeO_x)_(0.1)-(MnO_x)_(0.4)/TiO_2催化剂(n、0.1、0.4分别为CeO_x、FeO_x、MnO_x与载体TiO_2的摩尔比),用于低温选择性催化还原(SCR)脱硝,并对其进行结构和性能的表征。结果表明,适量负载CeO_x能够显著提高催化剂的低温SCR脱硝催化活性。当n=0.07时,催化剂在160～180℃时的催化活性最高,脱硝效率可以达到99%以上。同时,水蒸气、SO_2体积分数分别小于等于10%、0.02%时,该催化剂有较好的抗水性和抗硫性。表征结果显示,(CeO_x)_(0.07)-(FeO_x)_(0.1)-(MnO_x)_(0.4)/TiO_2催化剂锐钛矿TiO_2的相对结晶度低,耗氢还原峰温度低,并且面积大,表面Lewis酸位上的NH_3稳定。因此,(CeO_x)_(0.07)-(FeO_x)_(0.1)-(MnO_x)_(0.4)/TiO_2催化剂具有良好的低温SCR脱硝活性,并且稳定。     

低温选择性催化还原脱除NOx的催化剂的研究进展

选择性催化还原(SCR)法是目前世界上应用较为成熟的烟气脱硝技术之一,由于传统的适用催化剂的起活温度偏高,因此开发低温高效、性能稳定的催化剂已成为该技术成功运用的关键.分析了SCR法的脱硝原理,对目前广泛研究的低温SCR催化剂的分类及其运用进行了综述,提出了研究中尚需解决的问题,最后展望了未来的研究方向.     

CuCoO_x/TiO_2催化氧化NO性能研究

采用浸渍法制备了CuCoOx/TiO2催化剂,考察了焙烧温度、反应温度、氧含量、NO浓度和空间速度对催化剂催化氧化NO性能的影响,并考察了催化剂的抗硫抗水性能.XRD、TPR和BET分析表明,350℃焙烧的催化剂具有Cu-Co2O4尖晶石结构,比表面积大,对N0的氧化效果好.在空速为5 000 h-1,NO进口浓度500 mg/m3,含氧量10%的条件下,反应温度300cc时N0转化率可达79.5%,250℃时N0转化率接近50%.该催化剂具有良好的单独抗SO2、抗H2O毒化性能,H2O和SO2同时存在时很快失活.该催化剂可用于不同时含H2O和SO2的含NO气体催化氧化后再吸收处理.     

Ce掺杂改性对MnFe2O4低温选择性催化还原脱硝性能的影响研究

采用水热合成法制备了Ce掺杂MnFe2O4催化剂,用于低温选择性催化还原(SCR)脱硝.对催化剂晶型、脱硝性能和表面结构等进行分析,结果表明,Ce/(Fe+Mn)为0.5％(摩尔分数,下同)时催化剂表现出最优的SCR活性,80℃NO去除率可达100％;Ce/(Fe+Mn)分别为5.0％ 和10.0％ 时,催化剂80℃N...     

F和S共掺V_2O_5/TiO_2催化剂对NH_3-SCR活性的影响

在V_2O_5/TiO_2催化剂基础上进行非金属改性载体的研究。采用溶胶凝胶法、浸渍法制备了一种新的氟、硫共掺杂氧化钒/氧化钛催化剂,探讨了新型催化剂对低温SCR活性的影响。并通过比表面积测试(BET)、X射线衍射实验(XRD)、H2和NH3的化学吸附特性测试(H2-TPR、NH3-TPD)等技术对催化剂的理化性能进行表征。研究结果表明,氟、硫掺杂催化剂提高了低温SCR活性,拓宽了活性温度范围,在F与S摩尔比为x3时,获得了最佳的脱硝性能。     

改进钒基SCR脱硝催化剂的抗碱金属中毒性能

以锐钛矿型二氧化钛和钛钨粉(5%WO3-TiO2)为载体,制备了系列钒和钨负载量不同的钒钛催化剂,考察碱金属和碱土金属(钾、钠和钙)对催化剂在氨选择性催化还原(NH3-SCR)氮氧化物反应中催化活性的影响。钾、钠和钙对钒钛催化剂的中毒影响大小顺序为钾钠钙。提高钒钛催化剂中钒的含量可显著提高催化剂的SCR活性和抗碱金属中毒性能,但高钒负载量(4.5%V2O5)造成催化剂氮气选择性明显下降,氧化亚氮生成显著增加。钨的添加有利于提高钒钛催化剂的低温活性和抗碱金属中毒性能,对氮气选择性无明显影响。     

电厂低负荷下V-W/TiO_2基NH_3-SCR催化剂的低温改性

在不改变工业催化剂制备工艺的基础上,通过改性提高工业V-W/TiO_2催化剂的低温活性。实验采用浸渍法,通过添加磷酸以及氧化铈来改性工业V-W/TiO_2催化剂,探讨了新型低温SCR催化剂的脱硝活性。并通过比表面积测试(BET),X射线衍射实验(XRD),吡啶红外实验,程序升温还原(H_2-TPR)等技术对催化剂理化性能进行表征。研究结果表明,1%磷酸添加量使催化剂表面的B酸以及弱酸含量大量增加,使催化剂向低温端降低了30℃;同时,在添加1%磷酸的基础上,添加不同含量氧化铈,提高催化剂的氧化还原性,发现添加8%氧化铈,使催化剂氧化还原性能显著增强,转化温度向低温再次降低了40℃。通过添加磷酸和氧化铈,使V-W/TiO_2催化剂80%转化温度从280℃降至220℃,同时具备了高抗硫抗水性。     

Ce掺杂对MnOx在低温等离子体协同下的脱硝性能影响

低温等离子体活化反应气组分、改变催化反应历程,甚至对催化剂本身产生影响,从而使催化剂展现出一些优异特性。其中,低温等离子协同下的NH₃选择性催化还原NO_x的高活性备受关注。采用水热沉积法合成纳米Mn-Ce催化剂,在等离子体协同下对NH₃-SCR、N₂氧化、和NO氧化催化活性进行了考察与分析。结果表明,纳米Mn-Ce催化剂比纳米MnO₂具有更宽的SCR活性区间、较好的水与硫耐受性。这是由于,一方面Ce的引入促进了MnO₂分散;另一方面,等离子体产生的O活性物种能够增加Mn-Ce中Mn⁴⁺和晶格氧含量,从而触发更强快速SCR反应、促进NO_x消除。SO₂会消耗等离子体产生的活性物种,并与NH₃反应,从而阻碍NO转化,但Ce掺杂会改变Mn基催化剂的晶型结构并提升抗硫性。本研究可为低温等离子体去除NO的实际应用提供参考。     

The radiative efficiency of HCF2OCF2OCF2CF2OCF2H (H-Galden 1040x) revisited

The infrared spectrum of HCF₂OCF₂OCF₂CF₂OCF₂H (CAS# 188690-77-9) has been re-measured. The integrated absorption intensity over the range 1000–1500 cm^?1 measured in the present work is (6.65 ± 0.33) × 10^?17 cm² molecule^?1 cm^?1 in 700 Torr of air at 296 K. The radiative efficiency of HCF₂OCF₂OCF₂CF₂OCF₂H is calculated to be 1.02 W m^?2 ppb^?1. The value reported in the 2007 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) report is approximately 35% larger reflecting what we believe to be an erroneously high value for the absorption strength of HCF₂OCF₂OCF₂CF₂OCF₂H adopted by the IPCC.     

UV/H2O2/Fe-FeOxH2x-3和UV/H2O2工艺降解水中富里酸的研究

采用硼氢化钠还原法制备核-壳结构的Fe-FeOxH2x-3复合材料,研究了富里酸在UV/H2O2和UV/H2O2/FeFeOxH2x-3两种不同反应体系下的降解情况.结果表明,核-壳结构Fe-FeOxH2x-3的存在,提高了UV/H2O2降解富里酸的反应速率,TOC去除达到84%.采用XAD树脂吸附法对反应前后的富里酸进行化学分级表征,结果表明,富里酸经反应后憎水酸(HoA)、弱憎水酸(WHoA)和憎水中性物质(HoN)都有所减少,进而转化为亲水性物质(HiM);用超滤膜法对富里酸进行物理分级表征,考察了富里酸在反应前后分子量分布的变化情况.同时,富里酸经过反应后生成的中间产物降低了三氯甲烷生成趋势.     

H_2O_2/Fe~0、H_2O_2/Fe~(2+)、H_2O_2/Fe~(3+)3种体系处理印染废水

采用H2O2/Fe0、H2O2/Fe2+、H2O2/Fe3+3种体系分别对印染废水进行处理,研究pH值、H2O2投加量、不同价态铁元素的投加量及反应时间对印染废水的COD和色度处理效果的影响。实验最佳的处理条件:H2O2/Fe0体系在pH为3.0,Fe0投加量为3.0 mmol/L,H2O2投加量为9.0 m L/L,反应时间为40 min时,COD去除率达到95.99%,色度去除率达到100%;H2O2/Fe3+体系在pH为3.0,Fe3+投加量为5.0 mmol/L,H2O2投加量为12.5 m L/L,反应时间为100 min时,COD去除率达到95.89%,色度去除率达到100%;H2O2/Fe2+体系在pH为3.0,Fe2+投加量为6.0 mmol/L,H2O2投加量为12.0m L/L,反应时间为100 min时,COD去除率达到95.85%,色度去除率达到100%。对比分析3种体系在各因素下的处理结果,H2O2/Fe0体系和H2O2/Fe3+体系都要优于H2O2/Fe2+体系,其中H2O2/Fe0体系的处理效果最好。     

RuO2-IrO2-SnO2/Ti阳极电催化氧化苯酚的研究

以RuO2-IrO2-SnO2/Ti钛网电极为阳极,RuO2-IrO2/Ti钛网电极为阴极,构建了电催化氧化体系,同时以苯酚为底物、硫酸钠为电解质,考察了不同pH、极板间距、电流密度和苯酚初始浓度对苯酚去除率的影响。结果表明,在pH为6.5、极板间距为1.0cm、电流密度为50mA/cm2、苯酚初始质量浓度为1 000mg/L的最佳实验条件下,取硫酸钠质量浓度为20g/L的苯酚模拟废水250mL,120min时苯酚去除率可以达到98.4%。     

NaClO_2/H_2O_2复合吸收剂同时脱硫脱硝实验研究

在喷淋塔中,对NaClO_2/H_2O_2复合吸收剂(简称复合吸收剂)同时去除烟气中的SO_2和NO进行了研究。考察了复合吸收剂摩尔浓度(H_2O_2与NaClO_2摩尔浓度之和)、H_2O_2和NaClO_2的摩尔比、pH、温度和液气比对SO_2和NO去除率的影响。结果表明:保持H_2O_2和NaClO_2的摩尔比为6,当复合吸收剂摩尔浓度小于7mmol/L时,SO_2和NO去除率随着复合吸收剂浓度的升高而增加,当复合吸收剂摩尔浓度大于7 mmol/L时,SO_2和NO去除率基本不再变化;保持复合吸收剂摩尔浓度为7 mmol/L,当H_2O_2和NaClO_2的摩尔比在6以下时,摩尔比越大,SO_2和NO的去除率越高,超过6以后,去除率不再增加;复合吸收剂的氧化性能在pH为5.5时最大;当温度在60℃以下时,随着温度的升高,NO的去除率增加,但当温度超过60℃后,NO的去除率反而降低。综合考虑成本和处理效果,最优化条件为H_2O_2和NaClO_2的摩尔比为6,复合吸收剂摩尔浓度为7 mmol/L,pH为6.0,温度为60℃,液气比为20.0L/m3。在最佳条件下,SO_2和NO去除率分别达到99.5%、84.3%。     

3种染料化合物在UV-TiO2/H2O2和UV-TiO2体系中的光催化降解研究

采用自制的TiO2膜和平板式固定床型光催化氧化反应装置,对甲基橙、茜素红和罗丹明B 3种含有不同生色基团的染料化合物进行了TiO2光催化氧化降解研究,通过对照测定降解过程中吸光度、电导率、pH的变化,分析了在加入和不加入H2O22种情况下降解过程的异同,比较了3种染料化合物脱色的难易程度,揭示了降解产物中无机离子的变化规律及某些可能的产物类型.     

Replacement of H2O2 by O2 in Fenton and photo-Fenton reactions

The consumption of oxygen during the degradation of aniline by Fenton and photo-Fenton reactions is studied. The effect that parameters like aniline, Fe(II) and H2O2 initial concentration, pH, temperature and O2 flow rate have on the ratio O2 consumed/H2O2 consumed is examined. The determination of those combinations of experimental conditions for which an effective partial replacement of H2O2 by O2 as electron acceptor takes place is investigated. The results show that this replacement takes place in a variable extent, but the presence of H2O2 is necessary along the reaction, and the maximum consumption of O2 only takes place when the ratio amount of aniline mineralized vs. initial aniline concentration is minimal.     

2-Undecanone and 2-tridecanone in field-grown onion

A field study was conducted to investigate the impact of soil amendments on concentrations of two volatile organic compounds, 2-undecanone and 2-tridecanone, in onion bulbs. The soil in five plots was mixed with sewage sludge, five plots were mixed with yard waste compost, five plots were mixed with laying hen manure each at 15 t acre^?1, and five unamended plots that never received soil amendments were used for comparison purposes. Plots (n = 20) were planted with onion, Allium cepa L. var. Super Star-F1 bulbs. Gas chromatographic/mass spetrometric (GC/MS) analyses of mature onion bulbs crude extracts revealed the presence of two major fragment ions that correspond to 2-undecanone and 2-tridecanone. Soil amended with yard waste compost enhanced 2-undecanone and 2-tridecanone production by 31 and 59%, respectively. Soil amended with chicken manure enhanced 2-undecanone and 2-tridecanone production by 28 and 43%, respectively. Concentrations of 2-undecanone and 2-tridecanone were lowest in onion bulbs of plants grown in sewage sludge and unamended soil, respectively. The increased concentrations of 2-undecanone and 2-tridecanone in onion bulbs may provide a protective character against insect and spider mite attack in field grown onions.     

改性菌丝体对Ni2+的吸附特性研究

通过专利对菌丝体进行了改性.所制备的改性菌丝体对重金属离子具有良好的吸附效果.结果表明,其对Ni2+的吸附容量63.2 mg/g(初始水溶液中Ni2+浓度为200 mg/L),是甲壳素吸附剂的3.3倍(19.1 mg/g),与壳聚糖吸附剂相比吸附容量提高了135%,与D751与南开152相比吸附容量非常接近.用0.5%-0.2%的解吸剂便可以完全解吸,能够重复使用达6次以上.本文还研究了改性菌丝体对Ni2+的吸附过程中重要的影响因素,结果发现,在微碱性(pH=8-9)条件下,改性菌丝体可以把初始浓度高达800 mg/L的Ni2+溶液一次性降低到17 mg/L,为改性菌丝体在工业废水处理中的应用奠定了良好的基础.     

H2O2溶液同时脱硫脱硝实验研究

二氧化硫和氮氧化物是电厂产生的主要大气污染物,研究焦点越来越集中在在一个反应器内实现同时脱硫脱硝。实验以H2O溶液作为吸收液,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,实验结果表明：H2O浓度、反应温度、NO浓度、SO2浓度、烟气流量对脱除率影响显著,pH、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98．5％以上,脱硝效率最高达到67．4％。