RDF流化床燃烧过程NOx生成比较研究

随着中国经济的迅速发展和城市化进程的加快,由此带来的负作用凸现：各种资源的消耗不断增加;同时这种传统的高消耗、低产出、高污染的经济发展带来的环境污染也非常严重。据不完全统计,2003年中国城市生活垃圾总量为1．9亿t,并以每年8％～10％的速度递增,对垃圾进行简单填埋、焚烧不但污染土壤和地下水,     

有序介孔CuFe2O4同时催化去除碳烟与NOx

采用纳米复刻(浇筑)法制备一系列介孔CuFe_2O_4.通过X射线衍射(XRD)、 N_2物理吸附、透射电镜(TEM)等研究了不同制备条件对有序介孔CuFe_2O_4结构形成的影响.研究发现,作为对比,柠檬酸法仅能合成普通的四方相CuFe_2O_4纳米颗粒,但是硬模板法则能合成出高温淬火才能形成的立方晶相介孔结构CuFe_2O_4.进一步研究了该催化剂同时催化去除碳烟和氮氧化合物(NO_x)的性能,研究发现,与柠檬酸法合成的普通CuFe_2O_4催化剂相比,介孔结构CuFe_2O_4不仅大幅降低了碳烟起燃温度(324降低到278℃),而且将N_2的最高产率从5.9%提升到了92.2%.基于原位漫反射红外(in-situ DRIFTS)的机理分析研究表明,合成过程中采用NaOH除去硬模板的过程中会在介孔CuFe_2O_4表面造成大量残留的钠盐,这种高分散的钠物种促进了NO_x的吸附并转化为硝酸盐物种,从而促进碳烟氧化以及NO_x转化.但是与表面Na修饰的CuFe_2O_4相比,体相Na掺杂的CuFe_2O_4虽然具有更好的有序介孔结构,但是其氧化性能下降,进一步也导致了NO_x的催化还原性能的下降.     

Ce基复合氧化物同时催化去除碳烟-NOx的性能研究

我们采用柠檬酸配合法制备了Ce基复合氧化物催化剂,分别在热重分析仪(TG)和管式反应器中测试了其氧化碳烟及同时脱除NOx的催化活性;并利用XRD、BET、H2-TPR、XPS表征手段考察其结构.其中,Co0.1/C e La0.05复合氧化物同时催化去除碳烟和NOx的性能最佳,碳烟脱除率为50%的反应温度为301℃,N2产率为41.4%.实验结果表明,Co主要以氧化物形式均匀分散在Ce-La固溶体表面,Co3+与Co2+价态共存,离子间的变价有利于提高催化剂的氧化还原性能,有效降低了碳烟的起燃温度.La的引入增大了催化剂的比表面积,抑制了Ce O2晶粒长大,进而提高了N2产率.部分La和Co形成了微量的La Co O3,形成了更多氧空位,有利于提高催化氧化碳烟的活性.     

柴油车SCR脱硝金属氧化物催化剂研究进展

NH3选择催化还原(NH3-SCR)是去除柴油车尾气中NOx应用广泛的技术,具有高效性.我们以金属氧化物类催化剂的制备和性能为主题,综述了近几年V、Ce、Fe、Mn基金属氧化物催化剂的发展.总结了这几类催化剂的合成、物理化学性质、微观结构、抗硫性和水热稳定性等特点,并对该类催化剂未来的发展趋势做了展望.     

铁改性水滑石基Pt/BaO/MgFeO催化剂焙烧温度对催化剂结构及NO_x吸附-还原性能的影响

采用共沉淀法和浸渍法制备了贵金属负载均匀的镁铁水滑石基稀燃氮氧化物捕集(LNT)催化剂,并采用多种表征手段研究了焙烧温度对催化剂结构及NO_x吸附-还原反应的影响。结果表明,500-700℃焙烧后催化剂晶相结构稳定,800℃焙烧后催化剂表面出现烧结,Pt颗粒发生团聚;随焙烧温度升高,催化剂的NO_x脱附峰面积先减小后增大,但峰值温度变化不大;与500℃焙烧催化剂相比,800℃焙烧后催化剂表面NO_x吸附物种及吸附路径发生改变,而还原反应产物中氨气/氮气体积比下降,NO_x转化效率由91.7%降为85.2%。     

碳酸钠对选择性非催化还原反应影响的研究

在管式石英反应器中研究了Na₂CO₃对氨水-SNCR以及尿素-SNCR的影响。结果表明,添加少量的Na₂CO₃可以明显提高低温区域的脱硝效率,同时使NH₃泄漏曲线明显往低温方向偏移,尿素-SNCR过程尾部HNCO泄漏明显降低;添加少量的Na₂CO₃可以明显降低N₂O排放,这在尿素-SNCR过程中尤为明显;Na₂CO₃的添加明显提高了尿素热解气中HNCO向NH₃的转化率,这是尿素-SNCR过程中HNCO泄漏可以显著降低,N₂O排放得以大量减少的主要原因;Na₂CO₃添加量相同时,较低氨氮比工况的脱硝效率促进作用相对更为明显,较高氨氮比工况脱硝温度窗口宽度的扩展作用相对更为有效,而较低氧含量工况的脱硝效率促进效果也相对更为显著。     

La0.7Sr0.3Co1-xFexO3催化剂氮氧化物储存及抗硫性能

采用溶胶-凝胶法通过在静态空气中700°C焙烧制备了不同Fe掺杂量的La0.7Sr0.3Co1-xFexO3(x=0,0.2,0.6,1.0)系列钙钛矿催化剂.考察了Fe掺杂量对催化剂的结构、氮氧化物储存、抗硫及再生性能的影响.研究结果表明:在La0.7Sr0.3CoO3钙钛矿B位用Fe部分取代Co,可有效提高SrCO3物相的分散,X射线衍射(XRD)结果显示样品中基本为钙钛矿物相.随着Fe掺杂量的增加,催化剂的NOx储存量(NSC)下降.对预硫化样品进行NOx储存测试,发现La0.7Sr0.3CoO3催化剂由于表面沉积了硫酸盐,同时钙钛矿结构也遭到了部分破坏,使得NOx储存量和NO氧化能力均大幅度下降,NOx储存量下降了64.2%,NO-to-NO2转化率从72.8%降至43.4%.掺杂Fe元素后,催化剂的抗硫性能都有不同程度的提高,特别是Fe掺杂量为60%的样品具有最佳的抗硫性能和可再生性能.与新鲜样品相比较,再生后样品的NOx储存量仅下降16.6%,而NO-to-NO2转化率为69.1%,几乎与新鲜样品相同.     

Ti-PILC负载Ga-Fe的CH4-SCR脱硝性能研究

为解决柱撑粘土（PILC）系催化剂在CH4作还原剂条件下选择性催化还原（SCR： selective catalytic reduction）NO效率较低、抗水蒸气、抗SO2毒化能力较差等问题,提出了一种较为新颖的催化剂制备方法。利用TiCl4作为Ti源对Na化蒙脱土进行柱撑得到Ti-PILC,之后以浸渍法和离子交换法分别负载活性金属Ga和Fe得到xGa/Ti-PILC系列和yFe-14Ga/Ti-PILC系列催化剂。采用多种方法对催化剂的基础物理化学性质进行了表征,并在固定床微反应器上进行了CH4-SCR脱硝实验。结果表明, 14Ga/Ti-PILC于500℃达到了77%的NO还原率,引入Fe后,催化剂的抗水抗硫性能得到了提高,如10Fe-14Ga/Ti-PILC,在含5%水蒸气和200ppmSO2条件下,NO脱除效率的下降不超过10%和8%。对催化剂进行N2吸附-脱附、H2-TPR、XRD、XPS、UV-vis、Py-FTIR等相关表征及分析后发现,Ga在Ti-PILC上分散度较高的情况下能有效提升催化剂对NO的还原性能;通过引入适量的Fe增加14Ga/Ti-PILC的孔径从而可较为有效的降低水蒸气和SO2对催化剂脱硝活性的负面影响;催化剂表面存在的Lewis酸的含量与催化剂的脱硝活性呈正相关关系。     

Application of ZrO2-Al2O3 Aerogels to Catalysts

ZrO2-Al2O3 aerogels were prepared by hydrolysis of metal alkoxides in alcoholic solutions and supercritical drying in order to obtain an improved de-NOx catalyst with high activity in a wide temperature range. The aerogels have about 20–50% higher activity than the xerogels in the range 300–600°C. The higher activity of aerogels may be attributed to the higher effective gas diffusivity in them, estimated to be about 20–60 times higher than that of the xerogels, because of their high porosity and large pore size. The catalytic activity of aerogels containing 4–10 mol% ZrO2 is more than 20% higher than that of Al2O3 aerogels at temperatures <450°C.