铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝的改性研究

利用共沉淀法制备了铁铈催化剂,考察添加钛、锆、钨和钼对其SCR脱硝的改性规律。结果表明,钨和钼的添加提高了铁铈催化剂高温脱硝性能,却使其低温活性有所降低;钛的添加对铁铈催化剂脱硝性能具有促进作用,尤其提高了其低温活性,并拓宽了其完全转化温度窗口,为最佳改性物。当钛的物质的量比逐渐由0.10增至0.40,铁铈钛催化剂低温脱硝效率先增大后减小,但其高温脱硝效率逐渐增大至100%,钛的最佳物质的量比为0.15。XRD和N₂吸附分析结果表明,钛能优化铁铈催化剂的孔隙结构,增大其比表面积和比孔容,细化其孔径,并与催化剂中铁、铈氧化物形成良好的固溶体,从而提高了铁铈催化剂的SCR脱硝性能。Fe_0.8Ce_0.05Ti_0.15O_z催化剂在150～400℃取得了高于90%的NO_x转化率。     

贝壳固硫过程热重研究

利用LCT-2型热天平对贝壳的固硫反应过程进行了实验研究。探讨了贝壳在含SO2模拟烟气气氛下的固硫能力、温度特性及SO2浓度对其钙利用率的影响特性;并利用JXA-840扫描电镜实验观察了贝壳与石灰石微观结构特性的主要差别。结果表明:贝壳具有良好的微观结构特性和固硫反应活性,其最佳固硫反应温度比石灰石高出约100℃,大部分贝壳更适合作900~1000℃温度下的燃煤固硫剂。     

生物质再燃降低NOx排放的实验研究

在多功能燃烧脱硝实验装置上,对不同种类生物质再燃脱硝进行了实验研究,考察了生物质特性及实验工况对脱硝效果的影响。结果表明,生物质再燃能够取得55%～70%的脱硝效率,当实验参数选取在一定范围内时,随着再燃区温度的提高、过量空气系数的减少、再燃比的增加、NO初始浓度的提高以及燃料粒径的减小,NOx还原率逐渐提高。相同的实验工况下,玉米秸再燃取得的脱硝效果最好,麦秸、花生壳次之,杨木屑较差。     

生物质先进再燃脱硝特性研究

在沉降炉上研究草本类棉秆、玉米秸、麦秆和木本类梧桐木四种生物质的先进再燃脱硝特性。结果表明,20%再燃比、0.7s停留时间能保证较优的反应工况。在过量空气系数为0.7～0.9、氨氮摩尔比为1.5左右时,棉杆、玉米秸、麦秆以及梧桐木先进再燃在1273K附近取得最高脱硝效率,其值分别为89.11%、88.34%、90.33%和88.28%,比基本再燃提高25%～30%,并且生物质的再燃反应是脱硝的主体,喷氨是对再燃的完善和优化。在1173K～1473K四种生物质的先进再燃可以保持80%以上的脱硝效率。实验过程中加入100×10-6的碱金属、碱土金属添加剂可进一步改良先进再燃脱硝进程。碳酸钠、碳酸钾使脱硝效率提高3%～6%;醋酸钙在1273K～1473K将脱硝率提高4.0%～5.0%,在1073K～1273K作用规律不明显。     

Mn掺杂对磁性γ-Fe_2O_3低温SCR脱硝活性的影响

采用共沉淀法制备一系列Fe_(1-x)Mn_xO_z(x为Mn物质的量比,x=0、0.1、0.3、0.5)磁性催化剂,考察Mn掺杂对γ-Fe_2O_3催化剂低温SCR脱硝活性的影响规律。结果表明,Mn掺杂能显著提高γ-Fe_2O_3的低温SCR脱硝活性,并拓宽其活性温度窗口;Fe_(0.7)Mn_(0.3)O_z催化剂的低温SCR脱硝活性最高,在125~200℃其NO_x转化率约为100%。N_2吸附及XRD分析结果表明,Mn的掺杂能优化γ-Fe_2O_3催化剂的孔隙结构及孔径分布,增大其比表面积和比孔容,并与催化剂中铁氧化物相互作用形成良好固溶体,从而提高γ-Fe_2O_3催化剂的低温SCR活性。     

Sr掺杂对CaO(100)表面吸附甲醇影响的分子模拟

借助分子模拟手段,研究了锶掺杂对氧化钙表面甲醇吸附行为的影响。构建了甲醇在CaO(100)和CaO(100)-Sr表面吸附的模型,计算了甲醇在氧化钙表面的吸附能和解离活化能,分析了甲醇在氧化钙表面成键的态密度以及锶掺杂前后甲醇在氧化钙表面电荷布局和差分电荷密度,评估了锶掺杂量对氧化钙表面甲醇吸附性能的影响。结果表明,锶掺杂能够显著强化氧化钙对甲醇的吸附性能,降低甲醇的解离活化能,且吸附性能随锶掺杂量的增加而增强;甲醇在氧化钙表面吸附时活化,锶掺杂后活化程度增加。     

高温固硫物相硫铝酸钙的生成过程研究

利用XRD、SEM和KZDL 4M型快速智能测硫仪对硫铝酸钙的形成过程及添加剂对其生成过程的影响进行了研究，探讨了硫铝酸钙的生成与分解反应机理及添加剂对其生成与分解反应的影响。结果表明，1150℃～1450℃能生成硫铝酸钙，同时伴存12CaO7Al2O3，温度高于1350℃时，硫铝酸钙发生分解生成3CaO·Al2O3； MgO在一定程度上利于硫铝酸钙的形成；Fe2O3在较低温下能促进硫铝酸钙的形成，高温下则促进其分解；而SiO2能有效抑制CaSO4的高温分解，却不利于硫铝酸钙的生成。     

高级再燃气体脱硝特性的研究

煤燃烧排放出大量有毒气体,2000年燃煤发电厂NOx排放为2.9×107 t ,预计2010年加上燃油产生的NOx,中国的NOx总排放量可能超过1×108 t[1].中国酸雨污染也正在由过去的硫酸型向硫硝酸混合型转变[2],这引起了政府部门的高度关注.目前,已经采取了诸如低NOx燃烧器、分级配风、火上风 (Over Fire Air) 、再燃等技术措施降低NOx排放,取得了一定的效果.其中,再燃技术是降低NOx排放最有效的措施之一.它将炉膛分为主燃区、再燃区和燃尽区.燃料分级送入炉膛,在主燃区火焰上方喷入碳氢燃料,以建立贫氧富燃料区促使主燃区生成的NOx还原为无害的N2 [3,4],最后送入燃尽风以进一步燃尽燃料.国内外研究者围绕再燃脱硝运行参数、同相和异相还原机理做了大量研究[4～8],而国外90年代中后期兴起的高级再燃技术,是再燃技术与氮催化射入技术的结合,是一种更有效的NOx控制技术[7,9],脱硝率可达85%以上,受到了世界各国的普遍关注[10～13],目前,中国对高级再燃技术的研究刚刚起步.     

用于流化床燃烧脱硫的石灰石固硫反应模型

在模拟流化床燃烧脱硫气氛和温度条件下，建立了石灰石煅与固硫反应同时进行的数学模型。描述了两反应过程之间的相互影响及石灰石内部晶粒大小、孔隙率和运行参数对反应过程的影响。模型的合理性通过理论计算和实验结果的比较得到验证。