基于TG-FTIR的生物质内在金属盐催化热解研究

采用热重和傅里叶红外光谱联用(TG-FTIR)对去离子水、盐酸淋洗后的稻草样品和原样进行分析,探讨生物质内在金属盐对热解过程和产气组分的催化作用规律。结果表明:碱金属对稻草样品热解具有重要的催化作用,相反Ca等碱土金属抑制了纤维素的分解。红外检测的三种样品热解气体产物主要为CO_2、CO、CH_4、H_2O和一些含C-O-C和C=O半挥发性有机物。经过水洗后CO_2、CO产量减少,CH_4和半挥发性有机物产量增加;而酸洗样品气体产量都明显低于其它两种样品。这些与稻草内在碱金属和碱土金属盐的不同催化作用有关。     

CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂选择性催化脱除NO机理研究

利用溶胶凝胶法制备CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性.CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂在200～450℃范围内脱硝效率保持在70%以上.利用程序升温方法研究了催化剂对NH3的氧化性能,活性组分负载量增多,加强了催化剂对NH3氧化性能.红外表征显示NH3被吸附在催化剂的L酸位和B酸位.NO以多种硝酸盐物种在催化剂表面吸附.吸附态NH3参与SCR反应,但吸附态NO物种仅部分参加SCR反应.     

再燃降低NO_x排放及煤粉燃尽特性研究

以包含两种低挥发份贫煤在内的四种煤作为主燃料,在一维炉和一台93 kW卧式单角炉上对气体燃料再燃过程及煤粉和再燃燃料的燃尽特性进行了详细实验研究,同时对炉膛内NO_x浓度分布等进行了测量和分析.实验发现,再燃过程除了要采用合适再燃区停留时间外,气体再燃燃料还应选择在炉膛内NO_x浓度较大区域内喷入,以提高再燃脱硝效率.实验结果表明,即使采用低挥发份煤作为主燃料,当再燃区停留时间达到约0.7～0.9 s,气体再燃燃料比例达到10%～15%时,气体燃料再燃过程就能在保证煤粉颗粒燃尽率不明显降低前提下,获得50%以上的再燃脱硝效率.     

CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂选择性催化还原NO

利用溶胶凝胶法制备CuO-CeO₂-MnO_x/γ-Al₂O₃催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。CuO-CeO₂-MnO_x/γ-Al₂O₃催化剂在250℃～400℃脱硝效率保持在90%以上。活性组分氧化铈负载量的增多提高了催化剂在低温区脱硝活性。同时利用程序升温方法研究了催化剂对NH₃和NO的氧化性能,随着温度升高NH₃被过度氧化生成了NO和N₂O。催化剂能将NO氧化生成NO₂,但转化程度较低。脱附实验表明,NH₃和NO在催化剂表面存在明显的吸附现象。较少的NH₃吸附量和NH₃过度氧化是高温下脱硝效率降低的主要原因。暂态实验显示,NH₃以吸附态参与反应,而NO以气态或弱吸附态参与反应。     

膨润土-壳聚糖及其改性吸附剂脱除燃烧烟气中Hg0的性能研究

应用VM3000在线测汞仪作为检测手段,在固定床实验台架上,以改性膨润土 壳聚糖为吸附剂进行脱汞(Hg⁰)实验研究。采用N₂吸附/脱附、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等分析仪对吸附剂进行表征。分析发现改性后吸附剂的孔隙和比表面积降低;碘离子进入了膨润土的内部,碘、硫酸和壳聚糖中的氨基发生了化学反应。脱汞实验表明,负载壳聚糖的膨润土吸附剂表现出较膨润土差的脱汞效果,证明膨润土负载壳聚糖脱除气态中单质汞的机理和液相中二价汞的机理不同。经碘改性后,各吸附剂均可不同程度地提高其脱汞效率,且以碘改性膨润土的脱汞效果最好;碘改性吸附剂中添加适量的硫酸后,膨润土负载壳聚糖吸附剂的脱汞效率从85%提高至100%,因与膨润土负载壳聚糖不同的物理化学特性,碘和硫酸改性的膨润土的脱汞效率则降低。     

LaMnAl11O19催化剂上生物质气化气燃烧中NH3-NOx的转化特性

采用共沉淀法制备了LaMnAl₁₁O₁₉六铝酸盐催化剂,采用XRD、BET和XPS对样品结构进行了表征,并通过模拟生物质气化气的燃烧实验和NH₃单独氧化实验,分别考察了催化燃烧和均相燃烧过程中NH₃的转化特性。利用原位漫反射红外光谱（in-situ DRIFT）法在线研究了NH₃在催化剂表面的吸附和氧化信息。结果表明,焙烧后催化剂形成磁铅石（MP）结构的六铝酸盐晶体,且具有较大的比表面积,Mn以+2、+3价形式存在晶体中。均相燃烧下模拟气中的NH₃在500℃开始反应,随之就有NO生成。催化燃烧工况下NH₃氧化曲线和模拟气中NH₃的转化曲线相差不大,NH₃的起燃温度为310℃,反应后随之就有NO生成,NO在350℃~800℃保持一个较高的浓度。NO₂的生成温度较高,并仅在较窄的温度区间内出现,在整个燃烧过程中仅检测到几个10^-6的N₂O,反应过程中有40%以上的NH₃转化成NO。DRIFT结果表明,催化剂作用下NH₃的转化遵循 -NH反应机理,即催化剂表面吸附的NH₃分解产生 -NH,-NH与氧原子（O）反应生成HNO,再进一步反应生成N₂或N₂O,或是 -NH直接与氧分子（O₂）反应生成NO。     

含硫生物质气化气催化燃烧性能研究

制备了Pt和Pd负载LaAl₁₁O₁₉整体式催化剂,借助XRD和BET对其进行了表征,同时考察了催化剂作用下模拟生物质气化气的燃烧特性及气化气中加入H2S对可燃成分催化燃烧的影响。结合失活样的XPS、SEM和FTIR表征结果,初步分析催化剂硫中毒的机理。结果表明,制得催化剂活性优良,明显降低了可燃成分的起燃温度,低温下Pd的活性优于Pt。Pd和Pt在抗硫中毒性上是不同的,催化剂失活是通过生成的表面硫酸盐覆盖活性位,失活后有一定的再生性。     

负载型钯催化剂上生物质气化气催化燃烧

采用浸渍法制备了Pd/Al2O3、Pd/Ce/Al2O3、Pd/Mn/Al2O3、Pd/La/Al2O3四种催化剂。并借助XRD、BET对催化剂相结构、比表面积、孔结构进行了表征,在固定床反应器上考察了四种催化剂对CO、H2和CH4的催化燃烧性能。结果表明,随着La、Ce、Mn离子的引入使得催化剂的比表面积和孔容积不断降低;添加助剂Ce可以提高催化剂活性和热稳定性,助剂La可以提高催化剂的抗烧结能力,而助剂Mn在低温时可以提高催化剂活性,但并不能抑制催化剂的高温钝化。CO和H2的起燃顺序随催化剂的不同而不同,但四种催化剂对CO和H2的催化燃烧活性接近,均可以在低温条件下迅速燃烧,同时其燃烧特征温度明显低于CH4。     

燃煤电厂SCR催化剂的失活及再生实验研究

对某燃煤电站脱硝系统已运行24000 h的SCR催化剂进行活性测试,利用XRD、BET、XRF、FT-IR和XPS等表征手段分析发现,催化剂出现微、中孔堵塞及活性物质氧化等问题,导致催化剂失活。采用水洗和酸洗方法清除催化剂孔道中的堵塞物,发现水洗能还原部分V物质而酸洗能恢复催化剂表面的活性位并均匀负载具有提高活性位酸性作用的硫物种。对水洗后的催化剂进行SO_2硫化处理,发现相比酸洗Br■nsted和Lewis酸性位强度提高的同时Lewis酸性位密度也提高。再生处理后,酸洗在250℃以上活性恢复到新鲜催化剂水平,450℃硫化催化剂活性在380℃达到新鲜催化剂活性的104.6%。     

CuO/γ-Al2O3催化吸附剂脱硝性能研究

本文采用溶胶-凝胶法制备CuO/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒.分析表明:SO2的存在可以提高CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性,SO2存在条件下,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性在载铜量8wt%时达到最高,达到95.7%.载铜量太高会使单位质量催化剂NO脱除率降低.在350℃时,硫酸盐化和未硫酸盐化的8wt%Cu催化吸附剂NO脱除率达到最高.NH3/NO摩尔比在1～1.2之间时,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性较高.