亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝的热力学研究

在自行设计的小型鼓泡反应器中, 以亚氯酸钠溶液作为吸收剂, 进行了模拟烟气同时脱硫脱硝实验研究, 得到反应的最佳实验条件以及在此条件下同时脱硫脱硝效率. 分析了反应产物, 推导出了亚氯酸钠溶液与硫氧化物、氮氧化物的反应历程以及总化学反应方程式. 利用热力学原理计算出亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝的摩尔反应吉布斯函数、摩尔反应焓变、化学反应平衡常数以及化学反应达到平衡时SO2和NO的分压力. 结果表明: 亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝是可行的, 且可以几乎100%的脱除烟气中的SO2和NO.     

尿素/H2O2溶液同时脱硫脱硝机理研究

在填料塔上对尿素/H₂O₂溶液同时脱硫脱硝进行了实验研究。结果表明,尿素溶液对SO₂具有很高的去除效率,但对NO_x的去除受到多种因素的影响。实验主要研究了H₂O₂浓度、吸收反应温度、溶液pH值等因素对脱硝效率的影响,并确定了最佳实验条件,在此条件下脱硫脱硝效率分别达到100%和52.6%。同时,采用化学分析法和气相色谱法对尿素溶液同时脱硫脱硝的反应产物进行分析,推导出尿素/H₂O₂溶液同时脱硫脱硝的反应机理和总化学反应方程式。该技术可用于对现有湿法脱硫技术的改造,使其同时具有脱硫脱硝功能。     

烟气共存成分对微波辐照活性炭同时脱硫脱硝的影响研究

研究了O₂、CO₂以及水蒸气等各种烟气共存成分对微波辐照活性炭脱硫脱硝的影响。实验结果表明,SO₂对烟气脱硝有一定的抑制作用;烟气中水蒸气会抑制脱硫,低浓度水蒸气含量使脱硝效率上升,但高浓度水蒸气使脱硝效率下降;O₂和CO₂的存在可在一定程度上促进脱硫脱硝,但高浓度的O₂和CO₂会造成活性炭的损耗,从而抑制与脱硫和脱硝有关的还原反应。采用此方法可有效脱除烟气中SO₂和NO_{x,其脱除效率均在90%以上。}     

稀土氧化物上SO2和NO的催化还原(Ⅲ)──用CO作还原剂的同步脱硫和脱氮

考察了稀土系列氧化物作为CO同步还原SO₂和NO催化剂的活性.结果表明,氧化钐和氧化钕表现了最高的活性,在475℃,SO₂和NO的转化率同时超过95%.实验发现稀土氧硫化物是活性相.通常脱硫活性高的样品同样具有高的脱氮活性,但CeO₂表现了不同的行为,其脱硫活性虽低,但脱氮活性却较高.文中还对同步反应的机理作了探讨,发现COS不仅是还原SO₂的中间物,同时也是还原NO的中间物.结合活性相和反应机理对不同稀土氧化物的活性差异作了讨论.     

微波改性活性炭用于烟气脱硫脱硝的实验研究

在用浓硝酸、氢氧化钾化学改性活性炭的基础上,使用专门设计的微波发生器对活性炭进行热处理,制备了一种高效的活性炭吸附剂用于烟气脱硫脱硝。改性活性炭对模拟烟气的吸附实验表明,活性炭经微波改性后的脱硫吸附量明显提高,氢氧化钾浸泡加微波改性的脱硫效果最好,浓硝酸浸泡加微波改性的活性炭对氮氧化物也有比较好的吸附效果,NO的吸附容量可达到36.8×10-3。扫描电镜(SEM)显示,微波改性后的活性炭微孔充分,有利于污染物的脱除。此外,还对各种改性方法提高活性炭脱硫脱硝性能的机理进行了分析。     

添加金属氧化物的V2O5/AC在烟气脱SO2及脱SO2后H2再生制备硫磺的活性研究

干法脱除烟气SO2的多种催化剂均可在H2气氛中再生,直接制备硫磺。该过程的实现不仅要求再生尾气循环,而且要求催化剂具有双重功能,即在脱硫过程中催化氧化SO2为H2SO4以及在再生过程中将催化还原释放出的SO2进一步转化为硫磺。添加有金属氧化物的V2O5/AC催化剂具备双重功能。着重考察了添加Ce、W、Fe、Co 等氧化物的V2O5/AC催化剂烟气SO2脱除能力及脱除SO2后经H2再生制备硫磺的能力,并对添加Co的催化剂进行了优化。结果表明,在这类催化剂中,对烟气脱SO2起主要催化氧化作用的是V2O5,对H2再生硫磺制备起作用的是添加的金属氧化物。除Ce2O3外,WO3、Fe2O3和CoO都提高了再生中的硫磺收率,CoO的作用最为显著。较合适的催化剂组成是1%V2O5和0.5%CoO。这些金属氧化物在AC上的担载方法,对烟气脱SO2和H2再生结果的影响不明显。硫磺的生成需要CoO向CoS2的转变,再生后催化剂上残余有部分CoS2,且残余硫量还与V2O5量有关。     

燃煤烟气脱硫脱硝技术研究进展

综述了燃煤烟气脱硫脱硝技术研究进展,分析比较了目前烟气脱硫脱硝技术的优缺点;指出燃煤烟气脱硫脱硝技术是目前国内外燃煤烟气研究领域的一大热点,其中活性焦烟气脱硫脱硝技术是投入小、成本低、效益好的应用新技术,应用推广前景广阔.     

脱硫脱硝后V2O5/AC在含NH3气氛中的再生及硫资源化的耦合过程研究

V2O5/AC具有很好的烟气同时脱硫脱硝能力,脱硫过程包括其对烟气中SO2的吸附、吸附饱和后SO2从其上的脱附（再生）及脱附出SO2的资源化。考察了同时脱硫脱硝后的V2O5/AC在含NH3气氛中的再生和硫资源化的耦合过程。研究了NH3注入量、再生温度、再生时间和尾气循环流量对再生效率、硫回收率及二次脱硫脱硝活性的影响。结果表明,再生温度和再生时间主要影响SO2的脱附,因而影响再生效率和二次脱硫脱硝活性;NH3注入量不影响SO2的脱附,但明显影响硫回收率和二次脱硫脱硝活性;尾气循环模式是提高硫回收率的重要方法,但在研究的条件下循环流量对再生效率、硫回收率和二次脱硫脱硝活性的影响不大。     

钙基类吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究

用恒温水浴中汞渗透管的汞蒸气发生装置和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件,在小型固定床试验台上开展钙基类物质作为吸附剂脱除单质汞的试验研究。结果表明,无SO2时,两种钙基吸附剂以及飞灰和熟石灰混合物对单质汞的吸附效率不高;当SO2存在时,对单质汞的脱除效率可增加15％～20％,30min时吸附量可增加50％以上,且吸附在较高温度下更有利。其原因在于SO2同钙基吸附剂之间的化学反应,在钙基物质表面产生了活性区域,有利于提高对Hg0的捕捉效率,化学吸附起到了促进吸附的作用。     

On the analysis of mercuric nitrate in flue gas by GC-MS

Recent research has demonstrated that in a simulated flue gas stream containing NO(2) and SO(2) elemental mercury is initially captured on a carbon or manganese oxide sorbent. After approximately an hour, however, mercury breaks through relatively rapidly, and the volatile form of mercury emitted is an oxidized species. The volatile mercury species emitted from a granular MnO(2) sorbent was trapped in an impinger containing cold acetonitrile. Subsequent evaporation of 95% of the acetonitrile in a Kuderna-Danish apparatus and gas chromatography (GC) of the concentrate resulted in a single mercury-containing GC peak at 5.5 min; the retention time and mass spectrum of this compound matched exactly those of a standard mercury(II) nitrate hydrate, Hg(NO(3))(2).H(2)O dissolved in acetonitrile. The volatile mercury component analyzed from injection of this standard solution was shown to be a form of methylmercury that is produced in the GC column by reaction of the highly reactive mercury nitrate with the methylsiloxane GC phase. Because the on-column derivatization reaction seems to be unique to mercury nitrate, the GC-MS (gas chromatography-mass spectroscopic) analysis provides strong evidence for identification of the trapped oxidized mercury species as mercury nitrate although, because the nitrate becomes detached from the mercury atom in the on-column reaction, the identity is not proven.     

流化床快速制不定形活性焦脱除烟气中SO2的研究

利用大型流化床制得了适用于脱除烟道气中二氧化硫的不定形活性焦AC-A,并对其进行了特性分析,在固定床上考察了不同条件下脱除SO2的性能。与硫容相近的商业活性焦AC-B的脱硫性能对比,发现其脱硫性能较好。实验结果表明,在烟气中的二氧化硫的体积分数为0.05%~0.12%,反应温度为80 ℃～100 ℃,空速（GHSV）为1 200 h-1,O2的体积分数为6%,水蒸气为10%的情况下,活性焦AC-A保持SO2脱除率在90%以上达5 h。再生循环脱硫实验表明,活性焦AC-A具有良好的再生脱硫活性。     

UV/H2O2工艺湿法脱除燃煤烟气中NO的研究

在自行设计的内置紫外光-鼓泡器中，利用UV/H₂O₂高级氧化工艺湿法脱除燃煤烟气中的NO气体。主要对紫外光强度、H₂O₂初始浓度、NO初始浓度以及烟气总流量对NO脱除效率的影响进行了考察。研究结果表明，在实验范围内，NO脱除效率随着紫外光强度和H₂O₂初始浓度的增加而增加，但当达到一定值后，NO脱除效率的增加幅度均变得相对平缓；NO脱除效率随着NO初始浓度以及烟气总流量的增加呈近似线性减小。通过离子色谱对液相离子产物进行了定性与定量检测，并对NO中的氮元素进行了物料平衡计算，在此基础上对NO脱除路径与产物形态进行了理论分析。
     

改性活性炭纤维可见光催化联合脱硫脱硝的研究

利用水合肼还原法制备的TiO₂/Cu₂O复合光催化剂对活性炭纤维(ACF)进行改性,利用SEM、XPS、BET以及XRD对其进行表征,研究改性后ACF的性质及其脱硫脱硝效果。研究表明,TiO₂/Cu₂O同时改性后的ACF表面孔径减小,但表面石墨碳和羰基(C=O)官能团增加,增强了ACF对NO和SO₂的吸附能力,从而提高了脱硫脱硝的效率,该催化剂在40℃、可见光的催化下脱硫效率达90%,脱硝效率达60%。     

Coal bioprocessing research at the institute of gas technology

Coal bioprocessing research at the Institute of Gas Technology (IGT) has included solubilization, gasification, desulfurization, denitrogenation, production of specialty chemicals, and the remediation of organic and inorganic wastes associated with coal utilization. Currently, research is focused on desulfurization and remediation. Desulfurization research concerns the development of processes to remove organic sulfur or to convert a portion of pyritic sulfur to sulfuric acid rapidly, thereby serving as a pretreatment to aid the thermochemical conversion of coal to coke and liquid products. The removal of as much as 91% organic sulfur from coal has been achieved, and biodesulfurization of coal has been confirmed by seven analytical techniques performed in six different laboratories. Recent studies have involved the use of molecular genetics to develop strains of bacteria with higher levels of desulfurization activity, and the development of methods for the preparation, storage, and utilization of biodesulfurization catalysts. Remediation studies include the development ofin situ and on-site technologies to treat soil contaminated with coal tar, the leaching of metals from fly ash, and the treatment of waste water resulting from fly ash leaching or from acidic mine drainage (AMD). IGT currently has two projects in EPA’s SITE program concerned with the remediation of coal tar-contaminated soil, and other related technologies are being developed. Efficient laboratory-scale processes for the removal of metals from fly ash and from soil so that the solids pass EPA’s TCLP test, and the subsequent treatment of the leachates or AMD to meet all regulatory requirements have been developed. Data obtained in these projects are presented in particular, and a general discussion of the application of biotechnology to coal is offered.     

杂多酸水溶液脱除烟气中SO2新方法的研究

在孔板式吸收器（孔板孔径：50μm-70μm）中对杂酸水溶液脱除烟气中SO2的新方法进行了研究。在所考察的几种杂多酸中,H3PW12O40和H2SiW12O40对SO2的脱除率较为接近,H7PMo2W12O49和Na2HPMo12O40对SO2的脱除率相对较高,其中后者对SO2的脱除率最高。杂多酸（HPA）对SO2的脱除率随HPA浓度的提高而增高,随进气中SO2的浓度或吸收温度提高而减低。常温有利于HPA对SO2的脱除。NaCl,NH4VO3,CuSO4及H3PO4这四种添加剂均能提高HPA对SO2的脱除率。复配体系中,以上添加剂对HPA的最优配比为：NaCl/HPA:H3PO4/HPA:NH4VO3/HPA:CuSO4/HPA=1/6:1/8:1/2:1/4。进气中有NOx存在下HPA对SO2的脱除反应式,这些反应式能够很好地说明NOx的作用效果。以上结果表明：HPA水溶液具有很好的烟气脱硫应用前景。     

SO2和NO对ACF低温脱除模拟燃煤烟气中VOC的影响

采用H₂O₂浸渍的方法对活性炭纤维(ACF)进行改性,并利用氮吸附等温线和XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)的方法对ACF样品进行表征。通过实验测定改性前后ACF脱除VOC(甲苯作为VOC的代表物)的效果,同时考察二氧化硫(SO₂)和一氧化氮(NO)对ACF脱除甲苯的影响。研究发现,双氧水浸渍改性对ACF的BET表面积和孔容没有影响,但使得ACF样品表面的含氧官能团含量大量增加。实验数据也表明,SO₂和NO对VOC在ACF上的吸附具有抑制作用,且随着两者浓度的增加,抑制作用也增强。 研究还发现,SO₂和NO同时存在比单一的SO₂或NO对VOC在ACF上吸附的抑制作用更为明显。     

离子色谱法测定烟气脱硫海水中的亚硫酸根离子

建立了燃煤电厂烟气脱硫海水中亚硫酸根(SO2~3)的离子色谱-脉冲安培检测方法。色谱柱为IonPac AS14A阴离子交换柱,流动相为14 mmol/L NaOH-12 mmol/L Na2CO3溶液(pH 11.7),流速1.2 mL/min,脉冲安培法检测。因SO2~3易被氧化,故在采样时加入甲醛作为保护剂,使之稳定存在。在测定海水样品前,用NaOH溶液(pH 12.0)沉淀海水中的Mg2+,以避免其在pH较高的流动相中生成沉淀堵塞色谱柱。采用该方法检测SO2~3的线性范围为0～100 mg/L,平均回收率为116.8%,检出限为0.05 mg/L;对7.5,25.0和75.0 mg/L的海水基底加标溶液分别进行9次平行测定,其相对标准偏差(RSD)分别为2.1%,3.1%和4.0%。该方法具有快速、灵敏、选择性好等特点,用于烟气脱硫的海水中SO2~3的检测,可得到令人满意的结果。     

Cd2+和Ni2+在粉煤灰上的吸附特性

考察了粉煤灰对Cd2+和Ni2+的单组分吸附和双组分吸附性能。结果表明,粉煤灰可有效吸附水溶液中的Cd2+和Ni2+,去除率随pH升高而增加。吸附约60min后趋于平衡。粉煤灰对Ni2+的吸附容量高于Cd2+。单组分吸附平衡符合Freundlich模型和Redlich Peterson (R P)模型。双组分吸附时,Ni2+和Cd2+之间存在明显的竞争吸附效应;随干扰离子浓度升高,竞争吸附效应增强。不同模型拟合结果表明,双组分吸附平衡符合Freundlich竞争吸附模型。脱附实验表明,Cd2+比Ni2+易于脱附;0.1mol/L HCl、0.1mol/L HNO3 和0.05mol/L H2SO4的脱附效果接近,对Cd2+脱附率>60%,对Ni2+脱附率>35%。     

同时脱除烟气中硫和硝的V2O5/AC催化剂研究

通过在固定床微反应器上对同时脱硫脱硝催化剂的研究,发现将V2O5担载在活性焦(AC)上制得的V2O5/AC催化剂可在200 ℃同时脱除烟气中的SO2和NO,其活性明显高于纯AC。V2O5/AC催化剂的脱硫脱硝活性与催化剂中钒的质量分数有关,随着V2O5质量分数从0.5%增至9%,硫容从3%增加到12%,脱硝率在V2O5质量分数为0.5%到3%时脱硝率稳定在60%左右,继续增加V2O5质量分数,脱硝率降低。程序升温脱附 (TPD) 和红外光谱 (FTIR) 表征结果显示在脱硫脱硝过程中,催化剂表面有H2SO4, 铵盐和VOSO4生成, VOSO4的质量分数随催化剂中V2O5质量分数的提高而升高。使用后的催化剂可通过5%NH3在300 ℃再生,再生后催化剂的脱硝活性明显增加,NO转化率从新鲜样的67%提高到接近100%,对SO2的吸附也比新鲜样有所增加。     

蜂窝状堇青石基CuO/Al2O3催化剂用于烟气同时脱硫脱硝的研究

考察了制备参数及反应条件对蜂窝状堇青石基CuO/Al2O3催化剂同时脱硫脱硝活性的影响。结果表明，添加碱金属可以提高脱硫活性, 但由于促进NH3氧化而降低了脱硝活性。为了获得理想的同时脱硫脱硝活性，催化剂的适宜载铜量为6.0％，载钠量为2.0％。随着反应温度从350 ℃升高到450 ℃，该催化剂的脱硫活性逐渐升高，再生后脱硫活性都有所下降，但仍具有活性随温度升高而升高的趋势，说明脱硫过程为反应控制型；但由于温度升高，NH3氧化加剧，脱硝活性逐渐降低，所以适宜操作温度为400 ℃。在1 450 h－1～3600 h－1范围内， 空速对脱硝活性影响不大， 对脱硫活性影响较大。 对于再生催化剂，当空速由3 600 h－1降低到2 300 h－1时，硫容（SO2转化率达80％时单位质量催化剂所吸附的SO2量）不断增加，继续降低空速时硫容基本保持不变，所以适宜操作空速为2 300 h－1以下。