纳米TiO2催化燃烧固硫的实验研究

通过纳米TiO2催化CaO燃烧后粉煤灰的成分分析和燃烧烟气中SO2含量的测定确定固硫效果,探讨了纳米TiO2添加量、Ca/S摩尔比、不同条件制备的纳米TiO2及燃烧温度对分析纯CaO固硫的影响,比较了纳米TiO2对不同煤种以及不同钙基固硫剂的固硫效果,并对反应产物进行了X射线衍射和扫描电镜分析.结果表明,纳米TiO2与CaO共同作用时,纳米TiO2最佳的添加量为8%;在Ca/S摩尔比为2、燃烧温度为850℃时纳米TiO2催化分析纯和工业纯CaO固硫效率达87.8%和60.3%,比不添加纳米TiO2时增加13.4%和29.6%.纳米TiO2对不同煤种燃烧时CaO固硫有较好地催化作用,能够促进SO2转化成SO3的本征反应,同时增加煤灰的孔尺寸,促进二氧化硫的扩散从而提高CaO的固硫效果.     

溴代甲烷在SO42-/TiO2上的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了SO₄^2-/TiO₂催化剂,运用XRD、BET比表面测定,FTIR等技术对催化剂进行了表征,并在微型常压连续反应装置上进行CH₃Br光催化反应性能考察.结果表明,SO₄^2-引入TiO₂体系使得催化剂的结构和光催化性能得到显著改善.SO₄^2-负载量为9%,烧结温度为450℃时,SO₄^2-/TiO₂催化剂的光催化活性最高;SO₄^2-/TiO₂催化剂对反应物料中的水汽有很好的耐受性;当反应温度低于85℃时,提高反应温度,有利于改善对CH₃Br的光催化反应活性,表观活化能约为19.6kJ·mol^-1,反应温度在85℃～105℃区间时,CH3Br的光催化降解表观活化能为0.     

臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的研究

在悬浮颗粒搅拌混合反应器中,研究了臭氧/纳米TiO₂催化氧化去除水中微量硝基苯的性能,结果表明,纳米TiO₂催化臭氧化去除硝基苯较单独臭氧氧化有明显的提高,反应20min硝基苯的去除率提高了44%.实验中分别考察了纳米TiO₂热处理温度、催化剂投量、臭氧投量、硝基苯初始浓度、pH值对臭氧/纳米TiO₂催化氧化去除硝基苯的影响.发现550℃烧结得到的纳米TiO₂表现出最好的催化臭氧化活性,在较低的臭氧投量与催化剂用量条件下,硝基苯的去除率可达到56.57%;增大臭氧或者硝基苯的初始浓度,硝基苯的去除率随之提高;但是改变催化剂投量,硝基苯的去除效果几乎不受影响;中性或碱性pH环境利于纳米TiO₂催化臭氧化反应的进行.通过研究叔丁醇对纳米TiO₂催化臭氧化反应的影响,证明反应遵循羟基自由基(·OH)反应机理.     

超细化煤粉燃烧硫释放的特性

在德国NETZSCH公司生产的STA 409C型热天平联合德国BRUKE公司生产的EQUINOX55傅里叶红外光谱仪上(TGA-FTIR),对合山高硫煤4种不同粒径煤样的硫释放特性进行了燃烧实验研究,重点研究了超细化煤粉(0～20μm)的自脱硫特性及加入脱硫剂CaO时的脱硫特性.结果表明不加脱硫剂时,超细化煤粉(hs10.90)燃烧生成的SO₂气体总量比其它较大颗粒的煤粉燃烧生成的SO₂气体的总量小.以CaO作脱硫剂钙硫摩尔比(Ca/S)为3的情况下,超细化煤粉(hs10.90)燃烧生成的SO₂气体总量比其它较大颗粒的煤粉燃烧生成的SO₂气体的总量小得多.超细化煤粉的优越脱硫特性为煤粉燃烧过程中的直接固硫提供了新的思路与途径.     

高度分散TiO2催化超声降解乙基紫及与悬浮TiO2催化活性的比较

采用输出功率为50 W,频率为40 kHz的超声波作为激发源激发TiO₂,比较了分散和悬浮2种不同形态TiO₂存在时超声降解乙基紫的情况.结果表明,在高度分散TiO₂存在的条件下,超声降解乙基紫的效果要远远好于悬浮TiO₂,超声照射40 min降解率达到78.45 %,而在悬浮TiO₂存在下降解率只有27.12 %,在单纯超声波作用下同样时间内降解率只有10%.另外还研究了不同因素包括：反应时间、初始浓度、催化剂加入量、超声功率和温度等对TiO₂催化超声降解乙基紫反应的影响,讨论了TiO₂催化超声降解乙基紫可能的反应机理.     

煤燃烧脱硫过程中影响无机矿物转化行为的因素

以合山煤(HS)和万盛煤(WS)为研究对象,分别讨论了当石灰石作固硫剂时钙硫比、温度等因素对固硫效率的影响;运用XRD测试手段,研究了不同脱硫条件对其灰渣产物矿相组成的影响规律,并利用CaO-Al₂O₃-SiO₂三元相图进行分析,从而初步揭示出煤燃烧脱硫过程中无机矿物质间的转化行为.实验表明:燃烧温度和钙硫比对固硫率及灰渣产物的矿相组成都具有很重要的影响.升高温度或提高Ca/S,能明显促进CaO与煤粉中无机成分间的固相反应,利于C₄AF、C₂AS、β-C₂S等矿物的形成,但大于1050℃后易使硬石膏发生分解,而引起固硫率下降.固硫产物中含硫矿物的形式与含量决定了不同温度下固硫效率.本实验中,石灰石对合山煤的最佳固硫条件为Ca/S＝2～3,t=850～900℃,此时固硫率高达90%左右.     

不同光源下TiO2/ACF同时脱硫脱硝实验研究

实验室制备了负载型二氧化钛光催化剂TiO₂/ACF,利用自行设计的光催化反应器,在紫外和可见2种光源下进行了同时脱硫脱硝试验,确定了最佳的试验条件,比较了2种不同光源下的脱除效率.结果表明,烟气中氧含量、反应温度、烟气含湿量、光照强度等是影响光催化的主要因素,在紫外光源的照射下,负载型TiO₂/ACF光催化剂脱除SO₂和NO的效率分别达到99.7%和64.3%,在可见光源的照射下,负载型TiO₂/ACF光催化剂脱除SO₂和NO的效率分别达到97.5%和49.6%, 5次平行试验结果表明,平行数据的标准偏差S较小.通过反应后吸收液的离子色谱分析,推测了2种不同光源下同时脱硫脱硝的反应机制.     

矿物成分对超细化煤粉燃烧硫转化影响的实验研究

选用超细化鹤岗、铁法、准噶尔3种原煤、脱灰煤(HCl/HF脱灰),与分别添加MgO、CaO、Al₂O₃和Fe₃O₄矿物的脱灰煤制成试验样品.使用DTG(热重/差热分析仪)对不同样品进行燃烧实验,GC-MS(气相色谱质谱联用仪)分析烟气中SO₂,设定气体流量为50mL/min,氧气体积分数为20%,升温速率为20℃/min,考察矿物成分对煤粉燃烧时硫转化的影响.结果发现,超细化3种煤的原煤样品燃烧过     

SO2对Ag/Al2O3催化剂上CH3OH还原NO性能的影响

用溶胶-凝胶混合法制备了Ag负载量为5%的Ag/A1₂O₃催化剂.研究了富氧条件下,SO₂对CH₃OH在催化剂上还原NO性能的影响.结果表明,反应气不含SO₂和H₂O时,NO还原活性温度较低,有显著量N₂O生成,这被归因为反应过程中,部分氧化态Ag被还原为金属Ag.添加SO₂或同时添加SO₂和H_{2相似文献}   

Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化臭氧化去除水中腐植酸

HA(humic acids, 腐植酸)是一种难降解天然有机物,常规饮用水处理工艺很难将其去除. 采用水热合成法制备纳米管TiO₂,并通过TEM(透射电镜)、XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)和BET比表面积分析对催化剂进行表征,考察纳米管TiO₂光催化臭氧化对HA的去除效果. 结果表明:①254 nm紫外光照射下,500 ℃煅烧纳米管TiO₂催化臭氧化HA的工艺去除效果最佳,HA去除率可达42.1%,较单独臭氧化工艺提高92.2%. ②采用Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂催化臭氧化工艺时,Fe³⁺掺杂量为1.0%(原子百分含量),煅烧温度为550 ℃时,催化效果最好,HA去除率可达79.5%. ③HA去除率高于TOC,0~10min内该现象更为明显. ④考察陶粒和活性炭负载Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂的催化效果及催化次数对催化性能的影响发现,陶粒和活性炭负载Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂存在下,HA去除率分别为85.1%和97.7%,使用4次后,HA去除率分别为73.9%和82.8%.     

纳米助燃固硫添加剂的催化作用机理

溶胶.凝胶法制备的纳米TiO2作为CaO固硫添加剂,用热分析法对纳米TiO2催化煤燃烧以及催化CaO固硫的过程进行了实验研究.对燃烧后煤灰的孔径分布进行了分析.采用未反应收缩核模型对固硫反应的动力学过程进行表征.研究结果表明,纳米TiO2与CaO共同作用条件下对煤燃烧有明显的促进作用,即燃烧反应活化能E下降,同时纳米TiO2还能增大燃烧后煤灰的孔径,提高固硫率.氧气的存在抑制氧化钙的固硫转化率,纳米TiO2可以消弱氧气的抑制作用.对固硫反应的影响表现为在反应后期(即产物层扩散控制阶段),与固硫转化率和孔径分布的实验结果非常吻合;讨论了纳米TiO2催化燃烧催化固硫的机理,纳米TiO2导致碳晶格的扭曲,增加表面活性部位,加快氧气的吸附速度,使添加剂周围燃烧速度加快,煤灰孔隙增大从而强化燃烧,促进SO2转化成SO3的本征反应,促进二氧化硫向氧化钙内部的扩散从而提高CaO的固硫效果.     

煤流化床气化的床内脱硫研究

在φ１００ｍｍ加压流化床气化装置上,进行了义马、大同、夏庄和南定４种煤及２种钙基脱硫剂的床内脱硫试验。结果表明,所选石灰石和白云做为床内脱硫剂是可行的,脱硫率随Ｃａ／Ｓ摩尔比增加而提高,比为３达最大值。操作压力对脱硫率的影响与床层温度和ＣＯ２分压是有关,反应处于脱硫剂煅烧不受压力影响,在非煅烧区脱硫率随压力而降低。原煤中全硫增加脱硫效率提高。本试验范围所得脱硫率５０－８５％。     

循环高速流态化反应器低温脱硫研究

介绍了用循环高速流态化反应器促进在潮湿气氛中氧化钙与SO2反应的研究成果。实验证明,在影响脱硫率的诸因素中,钙硫比、气体相对湿度和SO2浓度作用最大,反应温度次之,气速(075～125m/s范围内)影响最小。实验还表明:按指定的钙硫比(15～25),将氧化钙加入反应器后,脱硫率不断上升,在20min达到了45%～50%,远远超过相似条件下气流床脱硫率20%的水平;继续加料至第40min时,脱硫率已上升到75%,并有继续升高的潜力。介绍了用循环高速流态化反应器促进在潮湿气氛中氧化钙与SO2反应的研究成果。实验证明,在影响脱硫率的诸因素中,钙硫比、气体相对湿度和SO2浓度作用最大,反应温度次之,气速(075～125m/s范围内)影响最小。实验还表明:按指定的钙硫比(15～25),将氧化钙加入反应器后,脱硫率不断上升,在20min达到了45%～50%,远远超过相似条件下气流床脱硫率20%的水平;继续加料至第40min时,脱硫率已上升到75%,并有继续升高的潜力。     

西安市PM2.5燃煤源谱特征研究

针对西安本地源谱缺乏的现状,总结统计了西安目前灰霾特征和主要成因,对西安市燃煤源进行了测定.研究发现,在煤烟尘PM2.5中SO2-4的含量最高(25%),其次为OC(12%)、NH+4(7%)、Cl-(5%).对固定源燃煤与民用散烧煤,不同脱硫方式、脱硝方式和锅炉类型的固定源成分谱分析得出:1.SO2-4及Al、Si、Ca在固定源煤烟尘PM2.5中含量大于民用燃煤,OC与之相反;2.炉内喷钙法PM2.5中SO2-4明显高于其它脱硫法含量;双碱法PM2.5中Na的含量显著高于其它脱硫工艺流程的含量;氧化镁法PM2.5 中Mg含量为各类脱硫工艺中最高;石灰石膏法颗粒物中Mg、Al、Si、Ca等元素含量均高于大多数工艺;3.不同的脱硝工艺中NO-3离子在各类成分谱中的含量极低;4.链条炉与层燃炉PM2.5中OC、EC含量高于循环流化床炉、煤粉炉.     

炉内喷钙脱硫的模拟

煤粉炉内喷钙脱硫是应用较为广泛的脱硫技术，运用逾渗理论建立氧化钙脱硫模型，用来模拟煤粉炉喷钙脱硫过程，并对脱硫影响因素：ＳＯ２浓度、温度、Ｃａ／Ｓ比等进行了研究，模拟计算显示了这些因素对脱硫效果的影响，其结果与试验数据相一致。通过该模型计算可以优化脱硫过程，对煤粉炉内喷钙脱硫有重要的指导意义。     

纳米TiO_2-Al_2O_3负载CuMnO_x对甲苯的催化燃烧

研究采用改进的溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,并用浸渍法制备CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂,通过对甲苯废气催化燃烧的实验,分别考察了Cu-Mn负载量、Cu/Mn摩尔比、焙烧温度及载体对催化剂制备过程及催化剂活性的影响。实验结果表明:活性组分负载量25%,铜锰活性组分的配比Cu:Mn=1:2,焙烧温度500℃是浸渍法制备CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂较佳的工艺条件;XRD衍射图谱表明,500℃下铜锰尖晶石的存在是催化剂催化活性优良的主要原因;由复合载体制备的CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂比单一载体制备的CuMnOX/Al2O3催化剂具有更高的甲苯转化率,其T99比单一载体要低20℃以上。     

纳米TiO2-PAC复合絮凝剂的制备及絮凝效果研究

将溶胶-凝胶法制备的TiO2粉体与缓慢加碱法制得的PAC通过超声反应聚合制得纳米TiO2-PAC复合絮凝剂。通过絮凝实验表明：TiO2-PAC无论是在去除悬浮物,还是在降低CODG和色度方面,均优于普通PAC和AlCl30絮凝过程是纳米TiO2的强吸附作用和PAC的吸附电中和、吸附架桥和沉淀网捕作用共同作用的结果。