均相系统中汞的氧化实验与热力学平衡计算

本文采用水平管式电加热炉,使一定浓度的单质汞蒸气和各种反应气体的混合气在石英管反应器内发生氧化反应,研究了二价汞的生成比例.实验结果表明HCl对汞的氧化能力在473～873 K区间很低,而Cl2对汞有很强的氧化能力.通过热力学计算对生成的二价汞的具体种类进行推断,还考查了气氛中H2O的存在对汞氧化的影响,计算结果和实验结果基本相符.结果表明,Cl2是汞氧化的重要因素,生成HgCl2(g).HCl对汞的氧化几乎不起作用.Cl2和H2O可能发生反应生成对汞氧化能力低的HCl,从而使汞氧化温度区域向低温转移.     

NO对燃煤烟气中汞形态分布影响的实验研究

在小型实验台上研究了NO对汞形态的影响。结果表明:在不含HC1气体的模拟烟气中,加入NO后转化率明显增加;较高浓度的NO会引起汞转化率下降但仍高于无NO的体系;随反应温度的升高汞的转化率逐渐降低;SO2的存在引起汞转化率升高。在含HC1的模拟烟气中,随反应温度的升高汞的转化率升高;SO2的存在引起汞转化率下降;NO的存在会提高汞的转化率。在一般烟气体系中, HC1可以促进汞的氧化;较高的O2浓度也可以促进汞的氧化。     

燃煤烟气降温过程汞的均相化学反应动力学模拟

本文建立了燃煤烟气冷却过程中汞氧化的均相反应动力学模型,使用化学动力学软件Chemkin4.0.1,通过理论计算考察各种影响汞均相氧化的因素,并对实验电厂的烟气汞氧化过程进行模拟,与实验结果进行对比.模型显示600 K左右为典型燃煤烟气氧化速率最快的温度区间;煤中氯含量近线性增加汞的氧化;烟气中汞的氧化受到动力学控制,因而低的烟气降温速率有利于汞的氧化.对电厂烟气的模拟显示,600 K左右的空气预热器是汞氧化速率最快的区域;而在400 K左右的除尘器中因停留时间长,汞也得到了明显的氧化.均相化学反应动力学模型对电厂汞排放模拟的结果与实验显示了一定的吻合,但模型对大部分电厂汞的氧化预测结果均比实验值偏高,需要进一步完善.     

利用甲醇氧化烟气中NO的实验研究

对利用甲醇氧化烟气中NO的反应开展了系统的实验研究。研究了反应时间、反应温度、甲醇用量比例、烟气中O2、SO2及夹带的固体颗粒对NO氧化率的影响。结果表明,在一定的条件下,甲醇能够氧化烟气中的NO;NO氧化率受反应时间和反应温度的综合影响,随着反应时间的增加,有效反应温度区域向低温方向移动,最大NO氧化率降低;随着甲醇用量比例的增加, NO氧化率增加;O2浓度增加可促进NO氧化;烟气中的SO2对反应有催化作用,可显著提高NO氧化率;烟气中固体颗粒的存在阻碍了自由基反应的进行,显著降低了NO的氧化率。     

载硫椰壳活性炭喷射脱汞实验研究

以元素硫对椰壳活性炭在不同温度下进行载硫改性。采用N2吸附/脱附、X射线近边吸收结构等方法对吸附剂进行孔隙结构和硫存在形态表征。在模拟烟气管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究。载硫温度500℃时椰壳活性炭汞吸附效率优于商用富硫活性炭。活性炭汞吸附脱除能力由孔隙结构、硫含量与存在形态共同决定。不同体积分数SO_2、NO和HCl的加入对活性炭均有不同程度的促进作用。     

溴化物对燃煤烟气中汞的均相与非均相氧化动力学研究

本文建立了溴化物对燃煤烟气中汞的均相与非均相氧化动力学模型,并模拟了烟气中不同HBr浓度、降温速率及未燃尽炭直径条件下汞的形态分布。结果表明多相模拟预测结果与实验数据吻合较好,敏感性分析显示溴对汞均相氧化的主要反应通道是Hg~0+Br_2(?)HgBr_2;溴对汞非均相氧化的主要反应通道是StBr(s)+Hg~0(?)StHgBr(s)。HBr浓度一定的条件下,随着未燃尽炭直径的减小,汞的氧化率增加。     

傅里叶红外光谱法研究AP的快速热分解

用T-Jump/FTIR联用技术研究了模拟燃烧条件下AP的快速热裂解。在不同压力的高纯氮气条件下,以1000K.s-1的升温速率达到设定的温度(874和1274K)快速分解,用快速扫描傅里叶变换红外光谱原位实时分析分解产物的种类和浓度变化。结果表明,AP热裂解主要气相产物为NO2,N2O,NO,HCl和NOCl等,实验温度和压力都使AP快速热裂解气相产物N2O/NO2,NO/NO2和NO/NOCl的比值提高,因此认为AP不但存在凝聚相和非均相的气相/凝聚相反应,而且还有主要气相产物之间的"后续反应"。     

NaBr对煤燃烧NO还原和汞氧化影响的实验研究

在六枝烟煤中添加溴化钠(NaBr),研究了在煤粉燃烧过程中NaBr对汞的形态转化和NO的还原规律的影响。实验在石英固定床反应器上进行,温度范围为800～1100℃。实验结果表明,温度窗口为250～400℃时,NaBr对单质汞的氧化有-定的促进作用;在合适的温度范围内(800～1000℃),NaBr的添加能够有效地抑制NO的生成,取得比单独煤粉燃烧较好的脱硝效果。在900℃时,添加NaBr使NO生成量下降了60%。在1100℃时,NaBr对NO的还原有抑制作用。     

炭黑非催化还原NO的实验研究

在石英管式炉固定床反应器上研究了程序升温条件下炭黑与NO反应的规律。实验表明:天然气炭黑比其它炭黑具有更高的脱除率、最低的起始反应温度;炭黑的起始反应温度随着NO反应气浓度增大而升高;升温速率越大,NO 的脱除率越大,起始反应温度越低;炭黑质量浓度越大,NO的脱除率越大,起始反应温度越低;反应气中氧存在可以降低炭黑-NO起始反应温度。     

模拟脱硫浆液中汞再释放影响因素研究

本文在实验室条件下模拟研究了脱硫浆液中汞的再释放过程,用单因素实验依次研究了浆液温度、浆液pH、浆液含固量、S(Ⅳ)浓度和烟气含氧量对浆液中汞再释放的影响及汞在三相中的分布规律。实验发现,浆液温度升高和烟气中含氧量增加会促进汞的再释放。浆液中汞再释放率随pH升高先升后降。浆液含固量增加可降低汞再释放率。当S(Ⅳ)浓度较低时,会促进汞的再释放,但当S(Ⅳ)浓度较高时,可抑制汞的再释放。在汞再释放率降低的同时均会伴随着固相石膏中汞含量的上升。     

汞在Ti2NO2 MXene表面吸附氧化的第一性原理计算

汞是一种有毒的重金属，在生产生活中以各种形式排放的汞对生态及人类健康都存在一定程度的威胁.因此，寻找高效的汞吸附剂具有十分重要的意义.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了汞在Ti₂NO₂(MXene)和具有一个氧空位缺陷的Ti₂NO₂(Ov-Ti₂NO₂)上的吸附和氧化机理.计算结果表明Hg⁰在Ti₂NO₂表面的吸附为物理吸附，在Ov-Ti₂NO₂表面为化学吸附. Ti₂NO₂表面氧空位的存在可以改善HgO与Ov-Ti₂NO₂之间的相互作用，从而使吸附能提高116 kJ/mol. Hg⁰在Ov-Ti₂NO₂表面氧化为HgO的反应能垒为92.55 kJ/mol,小于其在Ti_2<...     

The reactions of nitric oxide with nickel films as studied by x-ray photoelectron spectroscopy

X-ray photoelectron spectroscopy has been employed to study the reactions between nitric oxide and freshly deposited nickel films. When the nickel surface is treated with NO at pressures of less than 1 · 10^?4 torr for 60 s (6000L), the NO is dissociatively adsorbed with no oxidation of the nickel surface. When treated with 0.40 torr of NO that has been exposed to varying degrees of oxidation, the nickel surface is oxidized and species such as NO₃^?, NO₂^?, NO and N₂ may be found on the surface. The species found are determined by the extent of oxidation of NO.     

Direct decomposition of nitrogen monoxide over a K-deposited Co(0 0 0 1) surface: Comparison to K-doped cobalt oxide catalysts

The influence of deposited potassium on the oxidation and NO reactivity of a Co(0 0 0 1) surface was studied using X-ray photoelectron spectroscopy. The formation of surface CoO was observed when the clean Co(0 0 0 1) surface was exposed to O₂ at 500 K. In contrast, the Co atoms on the K-deposited Co(0 0 0 1) surface remained at a lower oxidation state, CoO_x (0 < x < 1). No adsorption or dissociation of NO occurred on the CoO/Co(0 0 0 1) surface at 320 K, whereas a NO₂⁻ species formed on the oxidized K/Co(0 0 0 1) surface. This species is considered to be an intermediate in NO decomposition. It was concluded that the role of potassium was (i) to form the NO₂⁻ intermediate, and (ii) to keep the Co surface partially oxidized (CoO_x) as the active site for the dissociation of the NO₂⁻ species.     

Simultaneous removal of NO and Hg0 from flue gas over MnSmCo/Ti catalyst at low temperature

The MnSmCo/Ti catalyst was designed for the simultaneous removal of NO and Hg⁰ at low temperature. The MnSmCo/Ti catalyst exhibited 80% NO conversion, almost 100% N₂ selectivity and 100% Hg⁰ removal in the absence of HCl within the temperature range of 150–250 °C with a gas hourly space velocity of 100,000 h^?1. The influence of flue gas components on Hg⁰ oxidation was investigated and the NO and O₂ are mainly responsible for Hg⁰ oxidation. Hg balance analysis revealed that the Hg⁰ removal was achieved through chemisorption and catalytic oxidation. Furthermore, the Hg⁰ oxidation mechanism was explored using transient reaction along with temperature-programmed desorption of mercury and X-ray photoelectron spectroscopy. Hg⁰ oxidation proceeds through Mars–Maessen mechanism in which adsorbed Hg⁰ is bound to MnO_x to form weakly bonded HgMnO_x+1 species and follows Langmuir?Hinshelwood mechanism, where adsorbed Hg⁰ reacts with active NO₂ to generate HgO.     

脉冲电晕放电电子能量及OH,O或O3对NO氧化的光谱学研究

采用发射光谱法测量了线板式脉冲电晕放电中激发态氮气分子N2*和离子N2+的光谱强度,并与数值计算获得的结果进行对比,确定放电电场的空间分布及平均电子能量。水平与竖直方向离开线电极0～2cm,随着距离的增加,平均电子能量和电场均呈先减后增的变化趋势;放电电场变化范围11.05～19.6MV.m-1,对应的平均电子能量的变化范围10.10～13.92eV。这一能量水平的电子足以与O2,H2O分子碰撞产生O,OH自由基,并进一步反应生成O3。在NO氧化过程中,NO可与OH自由基共存,但不能与O3共存;且O3或O氧化NO的效率高于OH自由基,推断O3或O在NO的氧化过程中起关键作用。     

二氧化氯氧化云杉木质素的光谱研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-visible)、傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)以及核磁共振(1H NMR)分析技术对云杉木质素被二氧化氯氧化前后的结构变化进行了研究.当木质素被二氧化氯氧化时,其骨架结构中的芳香环基团被有效地氧化开环.红外光谱显示木质素中的愈疮木基特征峰强度显著降低,紫丁香基苯基以及对羟基苯基特征吸收峰完全消失,在被氧化后的木质素中出现C=O共轭羰基伸缩振动特征峰.紫外光谱显示木质素在被氧化后位于280 nm处的紫外吸收显著降低.1H核磁共振波谱显示,木质素中连接在芳香环侧链的甲氧基数量被氧化后出现显著的降低,同时与苯环相连的脂肪族侧链在后也相应地减少.研究结果说明二氧化氯能有效地氧化木质素中的芳香环,并将其氧化为带有C=O基因的粘康酸及其酯类物质或带有醌型基团的物质.     

溴化铜改性硅藻土脱汞性能的实验研究

采用溴化铜(CuBr2)对三种硅藻土(Dia)进行改性得到脱汞吸附剂(CuBr2-Dia1、CuBr2-Dia2、CuBr2-Dia3),在固定床实验装置上研究了所制备的吸附剂的脱汞性能,并研究了不同温度和烟气组分对CuBr2-Dia3脱汞效率的影响.实验结果表明,改性后三种硅藻土的脱汞性能都有显著提高,以CuBr2-Dia3的脱汞效率最高.在纯氮气下CuBr2-Dia3的最佳脱汞温度为140℃.所吸附的汞至少存在两种形态,并且具有很好的热稳定性.O2和HCl共同作用可以提高CuBr2-Dia3的脱汞性能。NO也具有很强的促进作用.在纯氮气下加入0.03%NO后,CuBr2-Dia3的脱汞效率由原来的92.5%提高到96.0%。SO2具有明显的抑制作用,0.12%SO2能将其脱汞效率降低到59.7%,而加入4%O2和0.03%NO后,其脱汞效率又恢复到原来的水平。