生活垃圾焚烧发电厂二噁英近零排放技术研究

随着生活垃圾焚烧发电厂的逐渐增多,二噁英首当其冲成为反对呼声的靶子,因此探讨二噁英的防治对策进展显得更为重要.二噁英近零排放控制技术目前主要有两种:选择性催化还原法和热解气化技术.选择性催化还原(SCR)系统一般是用来去除NOx,实际上采用合适的催化剂后,二噁英去除效率能高于90%.热解气化技术被称为第三代焚烧技术,一方面一燃室里垃圾热分解,削弱了二噁英的生成环境;另一方面,二燃室里气体燃烧,温度在1000℃以上,烟气停留时间2 s以上,保证了二噁英的充分分解.     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。     

TiO2改性银铝催化剂选择性丙烯还原NOx硫失活机制研究

采用溶胶凝胶法制备4%Ag/Al2O3、4%Ag/10%TiO2-Al2O3催化剂.利用N2物理吸附、氮氧化物/二氧化硫程序升温脱附(NOx/SO2-TPD)以及普通/原位漫反射傅里叶变换红外光谱(FT-IR/DRIFTs)对催化剂进行表征,并探讨催化剂在含硫气氛前后选择性还原NOx活性的变化及中毒机理.结果表明在4%Ag/Al2O3催化剂中掺杂10%TiO2能提高催化剂的中低温活性以及在400℃下抗SO2中毒的能力.TiO2引入后可促进甲酸盐物种的形成从而有利于低温反应的进行;SO2与NO在同一活性位上出现的竞争吸附以及活性组分Ag的硫酸化是4%Ag/Al2O3催化剂失活的重要原因;TiO2的加入能促进NO在催化剂表面的吸附并能减弱其对SO2的吸附,同时能有效抑制活性组分Ag的硫酸化,从而提高催化剂的抗硫性.     

Na2SO4中毒SCR催化剂对SO3生成特性的影响

为研究Na₂SO₄中毒SCR催化剂（V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂）对SO₃生成特性的影响,采用湿式浸渍法制备w（Na）为3%的Na₂SO₄中毒SCR催化剂,并通过N₂物理吸附/脱附、XRD（X射线衍射）技术、SEM（扫描电镜）、XPS（X射线光电子能谱）分析技术对催化剂的物理化学特性进行表征.结果表明:①随着反应温度的升高,所有催化剂上的SO₃生成率逐渐增加.当温度升至490℃时,SCR催化剂上的SO₃生成率为0.85%,而3% Na₂SO₄中毒SCR催化剂上的SO₃生成率高达1.36%.SO₄2-的存在导致V-O-S增多,从而促进SO₃的生成.②随入口ρ（SO₂）的增加,SO₃生成率呈下降的趋势.当入口ρ（SO₂）为1 000 mg/m3时,3% Na₂SO₄中毒SCR催化剂上的SO₃生成率为1.02%,而SCR催化剂上仅为0.60%.ρ（SO₂）对SO₃生成率的影响主要依赖于温度和催化剂活性位点数等.③N₂物理吸附/脱附、XRD和SEM表征结果表明,与SCR催化剂相比,Na₂SO₄中毒SCR催化剂表面有Na₂SO₄的积聚,出现了裂纹和大孔隙,催化剂的比表面积和孔容下降,这些变化均不利于催化剂的催化性能;XPS结果表明,Na₂SO₄的加入提高了表面化学吸附氧含量,降低了活性组分中w（V4+）/w（V5+）的值.研究显示,相比于SCR催化剂,Na₂SO₄中毒SCR催化剂上的SO₃生成率大幅增加.      

钒酸盐络合剂对V2O5/TiO2 SCR催化剂织构和催化性能的影响

以商业锐钛矿型TiO₂为载体,通过浸渍法制备了3种不同钒酸盐络合剂的V₂O₅/TiO₂催化剂,并考察不同钒酸盐络合剂对该3种催化剂SCR反应的影响。对前驱体溶液的钒配合物价态、pH值,以及对催化剂样品进行H₂-TPR、BET比表面积和孔结构特征、NH₃-TPD、XRD、拉曼光谱、紫外等表征。研究发现,不同络合剂会影响钒酸盐在前驱体溶液中的价态,同时影响前驱体溶液的pH值,但是在测试温度范围内,该3种催化剂的SCR反应在活性和N₂选择性均无明显区别。通过不同的表征方法可知:催化剂的比表面积、孔结构、表面钒氧化物的聚合程度、H₂反应活化能、催化剂表面酸量均没有明显区别,前驱体溶液中钒配合物的价态和pH值对催化剂样品的SCR反应催化性能没有明显影响。     

Fe改性原位Cu/SSZ-13催化剂柴油车尾气脱硝性能研究

以廉价的铜四乙烯五胺(Cu-TEPA)为模板剂,采用水热法原位合成Cu/SSZ-13分子筛,进一步经过浸渍铁对其改性制备Fe-Cu/SSZ-13催化剂.考察铁盐种类及浸渍铁量对其柴油车尾气脱硝活性及水热稳定性的影响.使用XRD、N_2吸附-脱附、H_2-TPR、NH_3-TPD对样品进行表征测试,并分析影响样品脱硝活性以及水热稳定性的原因.结果表明:浸渍量为1.0%时,以Fe(NO_3)_3为铁盐改性得到的Fe-Cu/SSZ-13分子筛催化剂柴油车尾气脱硝效果最佳,在160～530℃温度范围内,NO的转化率能到达90%以上,并且具有优异的N_2选择性和水热稳定性.由分析结果推测,以Fe(NO_3)_3为铁源时,负载在Cu/SSZ-13分子筛上的铁更为牢固,使其抗老化性能提高,且在脱硝过程中铁物种和铜物种同时起到对NO的还原作用.     

乙烯裂解炉烟气SCR脱硝工艺研究与应用

通过建立乙烯裂解炉及SCR脱硝反应器CFD流场模拟计算模型,完成了上流式一体化脱硝反应器及低压降喷氨内构件开发。工业运行结果表明,在空速5 300 h-1的条件下,烟气中NOx可由109～148 mg/m~3降低至40 mg/m~3以下(最低10 mg/m~3以下,脱硝效率 93%以上),整个脱硝系统压降小于300 Pa,氨逃逸未检出,乙烯裂解炉及脱硝反应器运行稳定,对乙烯裂解炉未造成影响。排放烟气中的NOx不但满足现行标准,也为将来更严格标准预留了空间。     

六溴环十二烷对映体对玉米的生理和基因损伤研究

采用高效液相色谱法对α-六溴环十二烷(α-HBCD)对映体进行手性拆分,制备获得(+)-和(-)-对映体.以玉米为受试植物,利用水培实验方法,采用不同浓度梯度的(+)α-HBCD、(-)α-HBCD及(rac)α-HBCD溶液对发芽后的玉米幼苗进行暴露,开展α-HBCD对映体对植物生理和基因损伤作用研究.结果表明,不同α-HBCD对映体暴露后玉米根部形态发育异常,(+)α-HBCD处理的玉米根须明显稀疏;植物根部组织、地上部的生物量和长度的相对抑制率与暴露浓度线性相关,其中,(+)α-HBCD对玉米生长的抑制最强;玉米地上部叶绿素含量随α-HBCD暴露浓度的增加而显著降低,且降低量顺序为(+)α-HBCD(rac)α-HBCD(-)α-HBCD;低浓度的(+)α-HBCD显著诱导了玉米根部组织和地上部超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,高浓度时则表现为显著的抑制作用,其中,SOD对α-HBCD胁迫反应更为敏感;组蛋白H2AX的磷酸化(γ-H2AX)水平呈现出不同的变化趋势,其中,(+)α-HBCD诱导γ-H2AX焦点数量增加最为显著.综上,α-HBCD对映体对玉米生理和基因水平均产生了选择性损伤作用,(+)α-HBCD的损伤作用强于(-)和(rac)α-HBCD.本研究可为综合评价手性HBCD的环境行为和生态风险提供重要信息.     

Cu／Al-PILC催化的C3H6选择还原NO反应的研究

采用聚合羟基铝交联剂对蒙脱土进行撑柱，合成铝交联黏土(Al-PILC)，并以其为载体，制备了应用于C3H6选择还原NO的催化剂Cu／Al-PILE。考察了制备工艺条件及La2O3助剂对催化剂性能的影响，并采用DTA、IR技术对Al-PILC进行表征。研究结果表明，Al-PILE热稳定性随Al／clay比增加逐步提高，SO4^2-改性Al-PILE上SO4^2-与铝氧化柱形成了具有超强酸性的结构，催化活性得到显著提高；当Al/clay比为10mmol／g，浸渍SO4^2-量为20％(wt)，Cu担载量为3％(wt)，空速20000h^-1时，Cu／Al-PILE在350℃NO转化率达到最大值52．02％；浸渍0．5％La2O3提高了Cu／Al-PILE催化剂的活性和热稳定性。     

富氧条件下选择性还原NO的复合催化剂体系

选择性催化还原法是净化稀燃汽车尾气中NOx的最有效途径之一，单一催化组分或单一类型的催化剂很难满足实际需要，复合催化剂的研究成为必然趋势。本文介绍了复合催化体系的组合形式，回顾了国内外最近几年复合催化剂体系净化NOx的研究成果，为将来设计新的复合催化体系提出了建议。