SCR催化剂抗碱（土）金属中毒及再生研究进展

控制氮氧化物排放技术中,选择性催化还原（SCR）法因脱硝效率高且技术成熟稳定成为目前广泛应用的技术,烟气中碱（土）金属导致催化剂活性中心的失活现象是目前工业烟气SCR脱硝催化剂应用的一个瓶颈。基于此,开发有良好碱（土）金属耐受性的低温高效SCR催化剂是当务之急。本文整理和归纳了SCR催化剂碱（土）金属中毒机理,探讨了提高催化剂抗碱（土）金属中毒的改性方法及作用机制、中毒催化剂的再生方法及量子化学计算的应用,最后对SCR催化剂的未来研究发展方向进行了展望。     

MnOx/PG催化剂脱除气态Hg0及其再生性能

本文研究了MnO_x/PG催化剂脱除模拟烟气中Hg⁰的性能及脱除Hg⁰后MnO_x/PG催化剂的再生。考察了Hg⁰浓度、空速等操作条件及再生方法对MnO_x/PG催化剂脱除Hg⁰的影响。结果表明,MnO_x/PG催化剂具有良好的脱除Hg⁰的能力和稳定性,在反应温度为210 ℃、空速为6000 h⁻¹、Hg⁰浓度为80 μg·m⁻³的条件下400 min时的Hg⁰脱除效率保持在95%以上,50 h时仍能保持在80%左右。热再生后的MnO_x/PG催化剂仍具有良好的脱除Hg⁰能力,最佳再生温度为400 ℃,水洗再生对MnO_x/PG催化剂的再生效果不明显。热再生后的MnO_x/PG催化剂经空气预氧化处理有利于提高其对Hg⁰的再次脱除能力。     

MnOx/PG低温SCR催化剂二氧化硫中毒及再生特性

采用等体积浸渍法制备了锰氧化物负载凹凸棒石（MnOx/PG）低温SCR（Selective Catalytic Reduction）催化剂,在含硫气氛中进行低温SCR催化脱硝反应后受SO2的毒化作用而失活.考察了热处理和水洗两种再生方式及再生工艺条件对中毒后的MnOx/PG催化剂活性恢复的影响.结果表明,热处理不能有效恢复催化剂活性,而水洗再生可以使中毒催化剂的活性完全恢复;两种再生方法的工艺条件均对催化剂活性恢复效果不大.通过BET、SEM、元素分析等表征手段对催化剂中毒机理和中毒前后性能变化进行分析.结果表明,硫酸铵盐和多聚SO42-的形成是导致MnOx/PG催化剂活性降低的主要原因.热处理使催化剂部分活性恢复的原因在于表面硫酸铵盐的分解,而水洗再生可以有效的去除催化剂表面的硫酸铵盐和SO42-聚合体,进而催化剂活性完全恢复.     

锅炉大气污染物测试

为贯彻国家新标准“锅炉大气污染物排放标准”（ＧＢ５４６８－９１），本文探讨了准确测算烟气流速，干烟气平均分子量等关于锅炉烟尘和ＳＯ２排放浓度测试的技术问题，对不易测试的参数提供经验估算法。     

喷雾分离脱硫过程中传热传质的数值研究

研究了SO2的吸收反应机理;重点采用数值模拟的方法分析讨论了各项参数对脱硫效率的影响规律。结果表明,液滴粒径、烟气流速、SO2入口浓度、液气比是影响脱硫效率的敏感参数。     

全Pd三效催化剂研究——涂层材料的研究

制备了作为Pd三效催化剂涂层材料组成的活性Al2O3/金属氧化物添加剂试样,用BET法、XRD法及H2-TPR法对这些涂层原材料体系进行表征。结果表明：金属氧化物添加剂提高了活性Al2O3的热稳定性;添加ZrO2改善了CeO2的热稳定性;与含Ce的试样不同,含La试样没有贮氧能力。用含有Al2O3-CeO2/ZrO2和Al2O3-La2O3/BaO的涂层材料制备的Pd催化剂有好的CO,HC和NOx同时净化的三效性能和低的起燃活性。加入0.003%(V/V)SO2降低了催化剂活性,含La2O3/BaO涂层材料的Pd催化剂上NOx反应易被SO2中毒。     

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V2O5/ACF,CuO/ACF和Fe2O3/ACF催化剂,在H2O和SO2存在下,三种催化剂选择性催化还原(SCR)NOx的活性依次为V2O5/ACFCuO/ACFFe2O3/ACF.对V2O5/ACF催化剂中V2O5担载量、反应温度和反应空速对脱硝活性的研究表明,当H2O和SO2存在时,V2O5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H2O和SO2毒化的能力.     

燃煤烟气中汞形态分析的实验研究

在一维煤粉燃烧炉台架上采用EPA推荐的Ontario Hydro方法 ,测量了燃烧不同煤种排放的烟气中汞的形态分布情况 .结果表明 ,烟气中汞以颗粒态和气态汞的形式存在 .气态汞总量在 9— 2 3 μg·Nm- 3范围内 ,主要以单质汞的形式存在 ,占气态汞总量的 5 2 %—83 % ,而二价汞占 1 7%— 48% .飞灰中汞的浓度大大超过了底灰中汞的浓度 ,表明汞在飞灰中富集 ,在底灰中分散的行为     

碱金属氧化物对V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

在V2O5-WO3/TiO2催化剂上负载碱金属氧化物(K2O,Na2O),通过BET,XRD和SEM等方法对微观结构进行表征,研究不同含量碱金属氧化物对催化剂脱硝活性、N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现,较大含量的碱金属对催化剂微观结构有一定影响.碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐(如KVO3),改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低.两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O>Na2O.     

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。     

由湿式锅炉烟气脱硫净化器耗碱量考察锅炉SO2排放总量

通过监测论证了锅炉烟气湿式碱法脱硫净化装置耗碱量与锅炉实际二氧化硫排放速率的关系,分析了净化器循环水pH值变化与锅炉的二氧化硫排放总量之间存在着定量关系,并推导出计算模式     

V2O5/AC催化剂对氨还原NO的研究

考察了V2O5/AC催化剂对NH3选择催化还原NO的影响。结果表明, 以浓硝酸预氧化处理的活性焦为载体对催化剂活性有很大提高, 这是由于浓硝酸预氧化后, 活性焦表面产生了较多的含氧官能团可能吸附更多的NH3,并且提高了活性组分V2O5的含量。反应气氛中加入SO2后, 二者活性都增加, 但差异消失, 这是由于SO2存在时, 反应生成的SO42-离子的酸性强于浓硝酸预氧化产生的含氧官能团的酸性。催化剂在使用前经过煅烧和氧化对催化剂活性有很大改善。SO2存在时, V2O5含量为1wt%的催化剂活性最高。     

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.     

燃煤烟气砷污染控制技术研究进展

砷是煤中常见的痕量有毒元素,燃煤电厂现有污染控制设备虽可脱除烟气中部分砷化合物,但由于燃煤量巨大,由燃煤排放的总砷量仍是最主要的人为大气砷排放源。为了有效控制燃煤过程砷的污染排放,特别是烟气砷的排放,国内外学者进行了大量研究。本文综述了近年来燃煤烟气砷污染控制技术的相关研究进展,分为燃烧前、燃烧中与燃烧后进行论述。燃烧前控制技术主要对煤进行物理与化学等预处理实现砷脱除;燃烧中通过混煤燃烧与加入添加剂方式使细颗粒物中的砷向粗颗粒物转化,并与飞灰、底灰一同脱除;燃烧后利用吸附剂将砷化合物固化从而被污染控制设备捕集。相比之下,燃烧后控制技术研究最为广泛。各项技术虽可取得较好的砷脱除效果,但实际应用和作用机理还需进一步探索。     

烟气中N2O生成反应的动力学研究

采用静态法 模拟道气中对Ｎ２Ｏ生成有影响的组分ＮＯ,ＳＯ２和Ｈ２Ｏ,以及温度进行了动力学研究。结果表明,随着ＮＯ,ＳＯ２和Ｈ２Ｏ浓度的增加反反应时间的加长,Ｎ２Ｏ的生态量增加,反应温升高,Ｎ２Ｏ的生成速率下降。将实验数据用尝试法和微分法进行处理,得到如下结果在Ｎ２Ｏ的生成反中对ＮＯ,ＳＯ２和Ｈ２Ｏ均为一级反应,反应速率常数分别为：２．０＊１０＾－５,８．９＊１０＾－６,８．８＊１０＾－８ｍ＾３．ｍ     

一步法烟气浸锰-脱硫的工艺参数及机理

应用一步法烟气浸锰-脱硫的新工艺,考察烟气流量、烟气SO2浓度、吸收时间、液固比及浸出时间等工艺参数对烟气氧化脱硫效果的影响,并运用溶液化学原理,对SO2及Mn2+在溶液中的组分进行了计算,研究Mn2+液相催化氧化烟气脱硫的机理.在吸收液pH值5-6时,锰主要以Mn2+形态存在,Mn2+的存在强化了从HSO3-开始发生的SO2氧化反应.采用菱锰矿为原料,能有效地脱除含SO2烟气中的硫,在实现烟气脱硫的同时自动调节溶液的pH值,并可从浸出液中回收高价值的硫酸锰.在最佳的工艺条件下,仅一步吸收过程,取得了锰浸出率85%,含SO2烟气脱硫率70%以上的效果.     

臭氧应用于烟气净化的研究进展

烟气中所含的二氧化硫(SO2),氮氧化物(NOx),重金属汞(Hg)等污染物都能对人体健康及周围环境产生危害.本文综述了臭氧法应用于烟气净化的研究进展、工业应用及反应机理,探讨了臭氧同时脱硫脱硝脱汞的主要影响因素,介绍了臭氧发生技术的研究现状,并对臭氧应用于烟气净化进行了经济性分析,认为臭氧法脱除烟气中的多种污染物具有广泛的应用前景.     

高分辨率气相色谱/高分辨率质谱同位素内标法测定烟气样品中的多氯萘

多氯萘(PCNs)同二噁英(PCDD/Fs)和类二噁英多氯联苯(PCBs)类似,在烟气中的含量处于痕量水平,一般都在pg·m-3以下,因此分析方法要求有较高的灵敏度和选择性.以国内外的研究方法和参考文献为基础,建立了同位素内标稀释高分辨气相色谱/高分辨率质谱联用对垃圾焚烧发电厂的烟气样品中的PCNs进行分析.结果表明,该方法对17种氯取代位的PCNs单体的空白干扰在N.D.—2.1 pg之间;方法检出限范围为2.8—9.1 pg·nm-3,线性范围为0.40—240 pg·μL-1;空白加标实验中目标化合物的回收率为84.62%—116.21%,提取内标回收率为40.41%—75.79%,采样内标的回收率为88.92%—89.89%.实际烟气样品测得17种PCNs的同系物浓度分布在8.79—509 pg·nm-3之间,PCN-6的含量最高,PCNs-31S含量最低,相对标准偏差在4.43%—14.44%.该分析方法具有较高的准确性和可靠性,适用于烟气样品中多氯萘物质的测定.     

以TiO2为载体的锰铈系低温SCR脱硝催化剂抗硫抗水性能研究进展

开发具有低温、高活性、高抗硫抗水性的NH₃-SCR脱硝催化剂成为目前广大学者的主要研究方向。锰铈催化剂因为其优异的低温活性而具有广阔的应用前景,但反应气氛中的SO₂和H₂O会使催化剂中毒。本文分析了以TiO₂为载体的锰铈基催化剂在低温氨选择性催化还原过程中SO₂和H₂O的中毒机理,重点从添加助剂和改变催化剂形貌两方面介绍了提高锰铈催化剂抗硫抗水性的研究进展。最后针对目前锰铈催化剂存在的问题对其研究方向进行了展望。