尿素、丙烯酸改性酚醛泡沫脱除烟气中的SO2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SO2/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-CONH2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SO2/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SO2/NO效率分别达61.8%和21.75%。     

改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO2

采用单因素法,在传统搅拌混合下,研究了煅烧温度、煅烧时间、酸碱浸渍等对改性凹凸棒粘土脱硫剂穿透硫容与最大硫容的影响.然后在超声波混合作用下,采用正交实验确定了超声时间、超声温度以及活性组分(CaO)、促进剂(V2O5)的复配比例.结果表明:(1)甘肃临泽凹凸棒粘土富Al、Mg、Fe,且其比表面积较大.(2)改性凹凸棒粘土脱硫剂最佳制备条件:煅烧温度300℃;煅烧时间2.0 h;酸碱浸渍最佳pH9～10;混合采用超声波,超声时间30 min;超声温度40℃;CaO质量分数30%;V2O5质量分数5%.采用在最佳条件下制备的改性凹凸棒粘土脱硫剂进行脱除SO2实验,其最大硫容为38.16%.(3)改性凹凸棒粘土脱除SO2的性能比工业Fe2O3脱硫剂强.(4)X射线衍射分析表明,改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO2后,将SO2转变为SO2-4,从而达到完全脱除SO2的目的,这与红外光谱分析的结果一致.     

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。     

酚醛泡沫的氧化对脱硫脱硝的影响

以自制酚醛泡沫、改性酚醛泡沫和外购商业酚醛泡沫为样品,在10%氧气浓度下氧化3 h制得氧化样品。在模拟烟气条件下测试脱硫脱硝效率,研究酚醛泡沫氧化情况对脱硫脱硝效率的影响。实验结果表明,酚醛泡沫的酚羟基易被氧化生成苯醌,使酚醛泡沫整体显均匀的红色。苯醌可发生大量的双键加成反应,具有抗氧化性的苯醌占据了酚醛泡沫表面的氧化活性位,从而抑制了NO和SO2的催化氧化过程,降低了脱硫脱硝效率。氧化未改性酚醛泡沫PF自-O2脱硫效率5.7%比空白PF自脱硫效率12.1%低6.4%,PF自-O2脱硝效率3.4%比PF自脱硝效率脱硝效率7.2%低3.8%;氧化改性酚醛泡沫PF改-O2脱硫效率为53.2%比空白未氧化PF改的脱硫效率59.3%低6.1%,PF改-O2脱硝效率为26.4%比PF改的脱硝效率31.3%低4.9%。PF改-O2和PF自-O2相比,脱硫脱硝效率有明显提高,酚醛泡沫经过改性后可引入有益的含氮和含氧官能团提高脱硫脱硝效率。     

脉冲放电协同Ag改性CeOx/γ-Al2O3催化剂对富氧条件下NOx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-Al2O3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-Al2O3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：CeOx/γ-Al2O3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CeOx/γ-Al2O3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CeOx/γ-Al2O3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,CeOx/γ-Al2O3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 m2?g-1,同时催化剂上NOx的还原活化位点增多。实验结果表明Ag改性CeOx/γ-Al2O3催化剂协同脉冲放电在富氧条件下可以有效提高NOx去除率,为下一步开发更高性能的催化剂提供了研究依据。     

金属改性碳脱除PH3和H2S动力学及反应机理研究

为综合利用黄磷尾气中的CO,通过计算平均活化能和测定XPS、TG/DTA和氮吸附特性的方法,研究了Cu²⁺和某金属离子Mn⁺改性碳脱除PH₃和H₂S的动力学和反应机理问题。结果表明：H₂S在金属改性碳上反应时平均活化能为134.4 J/mol为-0.76级反应,PH₃在金属改性碳上反应时平均活化能为1 247.6 J/mol为-0.8级反应;减小改性碳粒径增加流量可以显著提高其脱除PH₃和H₂S的速率;XPS、TG/DTA和孔径分布分析证明,改性碳净化H₂S和PH₃是一个催化吸附过程,H₂S和PH₃首先与氧在改性碳表面进行催化氧化反应,然后生成S和P₂O₅沉积吸附在改性碳表面。     

TEPA/TETA改性SBA-15对CO2吸附性能的影响

以非离子表面活性剂P123作为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,加入扩孔剂合成SBA-15介孔材料。以三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)作为改性剂,对所得材料分别进行质量百分比20%、30%、35%和40%的负载量改性,得到CO2的吸附材料。用热重法测定材料的CO2吸附脱附性能,氮气物理吸附-脱附和元素分析法对样品进行表征。结果表明,同样负载条件下,TEPA改性效果显著优于TETA改性,这是由于TEPA比TETA多出一个胺基;在4个附载量中,30%~35%的负载量最优,其中35% TEPA负载量的扩孔SBA-15(SBA-15k)的CO2吸附量最高,达2.86 mmol/g;循环吸附脱附的结果表明经过5次吸附脱附,材料的吸附性能没有明显变化;吸附平衡时间很短,不到10 min,有利于实际应用;氮气物理吸附-脱附和元素分析结果表明,改性剂很好地负载到SBA-15k样品上,SBA-15k对TEPA和TETA的负载改性起到促进作用。     

掺杂改性对Mn-Ce/TiO2低温SCR催化剂性能的影响

分别掺杂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、Al2O3和SiO2对Mn-Ce/TiO2催化剂进行改性,并运用XRD、BET和SEM对改性前后的催化剂进行表征。结果表明,掺杂CTAB改性效果最为明显,在140℃时NOx去除率即达到84%。掺杂Al2O3也有一定的优化效果,而掺杂SiO2改性效果不明显。BET表征显示,CTAB能明显增大催化剂的比表面积和总孔容。XRD和SEM表征发现,掺杂CTAB未改变催化剂晶相结构和表面形态。     

煤基活性炭表面改性对稀土负载型CeO2/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CeO2/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CeO2/AC低温脱硝剂的最佳工艺为：在350 ℃下,采用空气热氧化预处理,稀土负载量为5% (质量分数), 500 ℃ N2保护煅烧温度下,所得到的CeO2/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 ℃即可达到100%的脱硝率。     

基于入口NOx质量浓度修正的脱硝系统多模型预测控制策略及其应用案例

建立不同锅炉工况下基于欧式距离聚类的总给煤量长短期记忆神经网络预测模型,对入口处的NO_x质量浓度数据进行修正,其验证集上的均方根误差为3.53 mg·m^-3。该结果优于常见的回归方法深度神经网络与随机森林回归的预测结果。以此为基础,研究了基于入口NO_x质量浓度修正的多模型预测控制(MMPC),设计并进行了脱硝系统仿真。仿真结果表明,与原有控制条件相比,基于入口NO_x质量浓度修正的MMPC策略使脱硝系统出口NO_x质量浓度波动幅度减小了63.7%,并能满足出口质量浓度指标为40 mg·m^-3时的控制要求,实现卡边控制。现场工程应用结果表明：在高、中、低负荷正常运行的工况条件下,入口修正-MMPC策略可将出口NO_x质量浓度波动分别控制在±10.6 mg·m⁻³、±5.5 mg·m⁻³、±4.9 mg·m⁻³,以标准差来衡量波动幅度即分别减小了53.4%、74.7%、64.6%,此控制水平优于原有控制效果;在出口NO_x质量浓度易超标并出现高浓度氨逃逸的快速变负荷工况下,升、降负荷出口NO_x质量浓度波动分别控制在±6 mg·m⁻³、±5 mg·m⁻³,此控制水平仍优于原有控制效果。本研究的入口修正-MMPC控制策略可实现不同负荷、工况下的喷氨控制,减小出口NO_x波动幅度,降低后续设备低温腐蚀的风险,从而提高SNCR/SCR联合脱硝系统运行的经济性和安全性。     

F掺杂改性及其制备方法优化对V2O5-WO3/TiO2催化剂低温SCR脱硝性能的影响

为提高SCR脱硝催化剂的低温脱硝性能,采用正交实验的方法制备了一系列氟（F）掺杂V2O5-WO3/TiO2催化剂,并对其进行活性分析,考察了不同氟元素来源（氟钛酸铵、氟化铵）、不同钒元素（V）前驱体（乙酰丙酮氧钒、偏钒酸铵）、钨元素（W）的不同添加方式（W做助剂、W既做载体又充当助剂）、不同载体制备方式（溶胶凝胶法、浸渍法）对催化剂脱硝性能的影响。结果表明,F掺杂改性显著增强了催化剂在200~350 ℃温度范围内的脱硝性能,其中以乙酰丙酮氧钒为V前驱体,以氟化铵为F源,W既充当载体又做助剂的方式制备出的F掺杂V2O5-WO3/TiO2催化剂具有最优的脱硝效果,其在空速为10 000 h-1的情况下,在200~350 ℃的温度反应区间,活性能稳定维持在98%以上。同时采用XPS、BET、TGA、SEM、XRD、Raman一系列表征手段对催化剂的理化性质进行了分析,表征结果表明F元素掺杂提高了活性组分在载体表面的分散度,同时促使了催化剂表面的电荷发生转移,增强了催化剂表面的氧化还原能力,促进了催化剂表面化学吸附氧的生成,增加了还原态V物种与还原态W物种的数量。