基于密度泛函理论的CuCl 2改性生物质焦汞吸附机理研究

基于密度泛函理论,采用Materials Studio软件建立稻壳焦和CuCl 2改性稻壳焦模型,对汞吸附前后模型进行计算分析,旨在从微观角度分析稻壳焦脱汞机理。结果表明:在吸附过程中,Hg原子上的电子会转移到稻壳焦表面,从而在二者之间形成范德华力,将Hg原子束缚在稻壳焦表面,形成汞的物理吸附;而CuCl 2改性稻壳焦在吸附汞时,表面CuCl 2分子中的Cu—Cl键会发生断裂,断裂后Cu和Cl会与Hg原子结合,形成汞的化学吸附,使得CuCl 2改性稻壳焦的脱汞效率远高于原始稻壳焦,明确了CuCl 2改性稻壳焦脱汞机理,对生物质焦吸附剂脱汞的工业应用具有理论指导。

燃煤掺烧可再生燃料发电烟气多污染物协同控制研究进展

“双碳”背景下,煤电清洁低碳发展是必然趋势。通过煤与生物质、污泥、生活垃圾等可再生燃料耦合掺烧发电,能显著降低CO_(2)排放量,是燃煤电厂实现碳中和、碳达峰的路径之一。燃煤掺烧可再生燃料发电后,烟气中非常规污染物(痕量元素、VOCs等)种类及含量将增加,因此研究燃煤电厂现有的大气污染物控制装置(air pollution control devices,APCDs)的脱除能力,及未来可用于燃煤电厂的多污染物协同控制技术对于非常规污染物减排尤为必要。基于掺烧后烟气非常规污染物的排放特征,该文重点分析其在APCDs各环保设备中的迁移转化规律及净化效果,阐述为更高效控制非常规污染物的改进工艺的技术进展。进一步对污染物协同脱除资源化技术的发展现状、技术问题及工程应用进行探讨,其规模化发展仍要面临许多技术挑战。未来燃煤电厂可通过耦合可再生燃料发电、污染物的协同控制并联合CO_(2)捕集利用与封存技术,助力实现“减污降碳”目标。

燃煤耦合可再生燃料烟气多污染物协同催化脱除研究进展

针对“双碳”背景下燃煤耦合可再生燃料烟气中多污染物(NO、Hg0及VOCs等)协同催化脱除问题,文章综述了单一组分及多污染物协同催化脱除机理、相互作用机制和催化剂设计开发的研究现状。指出多污染物协同脱除机理与单一污染物脱除机理类似,但协同脱除性能受污染物交互影响及烟气组分影响。着重从催化剂活性组分、非均相催化反应过程、整体式等方面综述了多污染物协同脱除催化剂研究进展。最后对多污染物协同催化脱除未来研究提出展望,指出进一步在分子和介观层次上优化,实现活性组分的高稳定性分散以兼济催化剂的活性和稳定性、打破反应物在催化剂表面的吸附方式、加强抗中毒设计以及在实际应用环境下的系统研究,将是燃煤耦合可再生燃料烟气多污染物协同脱除催化剂的重点发展方向。

父母教养方式对大学生共情能力的影响——以云南省昆明市高校为例

目的:测查父母教养方式对大学生共情能力的影响,为针对性实施大学生共情能力培养、促进大学生心理健康和构建良好家庭环境提供依据。方法:运用中文版人际反应指标量表、简式父母教养方式问卷中文版测量云南省昆明市1033名高校大学生的共情能力水平和父母教养方式。结果:1) 云南省昆明市大学生共情能力处于中低水平;2) 父母教养方式以温暖型为主;3) 父亲温暖教养方式、父亲过度保护教养方式、母亲温暖教养方式、母亲过度保护教养方式与共情能力均呈显著的正相关,母亲拒绝的教养方式则与共情能力呈显著的负相关。结论:父母教养方式对大学生共情能力的有一定的影响,可以通过建立温暖的家庭氛围、鼓励情感表达和分享、提供适度的保护与引导三个方面改善父母教养方式,进而促进共情能力的发展。

机器学习在火电厂NO_(x)减排中的应用综述

随着火电厂超低排放改造的完成,产生了成本增加、喷氨超标等问题。通过机器学习对电厂运行数据建模和优化成为解决这一问题的重要手段。综述了NO_(x)减排中常用的机器学习算法及其应用场景。在算法方面,归纳了数据预处理、算法模型和模型参数优化3个过程的研究现状,给出了各个过程多种机器学习算法的应用情况及适用性,提出了变工况数据预处理方法、多目标优化中目标函数的构造方法等未来研究方向。在应用层面,总结了机器学习在炉内低氮燃烧、选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统运行优化、全系统综合节能降耗等过程的实施方法及其运行效果,展望了长周期动态建模控制及多电厂联合建模等未来应用场景。

酸性金属氧化物对锰铈氧化物催化剂脱硝温度窗口的调控作用(英文)

利用溶胶-凝胶法,采用三种酸性金属氧化物(氧化铌、氧化钨和氧化钼)对锰铈复合氧化物催化剂进行了改性.测试了催化剂的氮氧化物选择性催化还原(SCR)活性,以筛选对应不同温度窗口的合适酸性氧化物改性剂.同时评价了催化剂的NO氧化和NH3氧化活性.利用X射线衍射、BET比表面积测试、H2程序升温还原、NH3/NOx程序升温脱附和NH3/NOx吸附红外光谱等手段对催化剂进行了表征.MnOx-CeO2催化剂表现出良好的低温(100-150°C)活性.酸性金属氧化物的添加削弱了催化剂的氧化还原特性,从而抑制了NH3的活化和NO2辅助的快速SCR反应.与此同时,相对高温(250-350°C)区NH3的氧化也受到了抑制,B酸和L酸上的NH3吸附得以增强.因此,催化剂的SCR脱硝温度窗口向高温移动,改性效果Nb2O5<WO3<MoO3.

负载贵金属的γ-Al_(2)O_(3)催化剂的抗烧结策略

负载贵金属的γ-Al_(2)O_(3)催化剂具有优异的有机物催化降解能力,被广泛用于处理固定源和移动源排放产生的废气,高温烧结是导致催化剂失活的重要因素之一,如何提高催化剂抗烧结性能备受关注.本文介绍了负载贵金属的γ-Al_(2)O_(3)催化剂高温烧结产生的原因和机理,分析表明高温致使贵金属发生Ostwald熟化和液化团聚以及γ-Al_(2)O_(3)晶相转变降低催化剂比表面积,降低了催化剂活性.在此基础上从贵金属、载体以及载体与贵金属间作用三个方面回顾和整理了提高催化剂高温热稳定性的方法,并重点阐述了贵金属修饰、载体改性以及改变金属与载体相互作用来达到提高热稳定性的方法.此外,还介绍了其他如限域法、晶面控制等实现催化剂稳定性提高的方法,为催化剂的设计提供了新思路.最后,对γ-Al_(2)O_(3)基氧化催化剂的未来发展方向进行了展望.

燃煤耦合可再生燃料电厂抗中毒脱硝催化剂研究进展

“双碳”背景下,燃煤机组减污降碳需求迫切,与可再生燃料耦合发电可提高能源利用水平,降低碳排放量,不同燃料的特性导致掺烧后的烟气特征复杂,对脱硝催化剂提出新的挑战。本文简要回顾了脱硝催化剂反应过程机理,综合阐述了掺烧可再生燃料后的锅炉烟气对脱硝催化剂的催化过程影响,并详细讨论了不同中毒元素对脱硝催化剂催化活性的作用影响机制,然后重点综合了现有的不同抗中毒研究,提出了多种催化剂抗中毒设计策略,本文也对未来抗中毒催化剂的发展趋势进行了阐述,应更加明晰掺烧工况对催化剂的中毒影响、增强多掺烧场景可适性,通过工艺改进提高工业产品成品率和质量,最终助力火电机组实现低碳经济发展。

粉煤灰基SAPO-34分子筛脱硝催化剂的合成及其脱硝性能

以内蒙准格尔电厂粉煤灰为原料,采用酸碱联合法,制备了粉煤灰基SAPO-34微孔分子筛。以SAPO-34分子筛为载体,以碳酸铵为铵盐、硝酸铜为铜源,采用离子交换法制备了不同Cu担载量的Cu-SAPO-34分子筛催化剂。在500℃、8%H2O/N2气氛下老化处理后,对催化剂的选择性催化还原脱硝性能和物理化学特性进行了测试分析。结果表明,SCR活性与Cu物种种类密切相关,位于离子交换位的孤立态的Cu^2+是Cu-SAPO-34催化剂在NH3-SCR反应中的主要活性中心,随着Cu担载量的增加,催化剂的低温SCR活性提高,而高温活性在Cu质量分数达到1.50%上达到最高而后降低。1.50 Cu-SAPO-34催化剂在空速高达200000h−1、350~500℃范围内可达到80%以上的NOx转化率,显示出较宽的脱硝温度窗口。文中指出该催化剂因更好的高温活性和抗烧结能力,相比钒钛系催化剂更适用于高温工况。这项工作开辟了燃煤电厂粉煤灰无害化处理用于制备SCR催化剂的新途径。

燃煤电厂脱硝催化剂宽负荷运行的现状与发展

随着“碳达峰、碳中和”3060目标的推进,燃煤电厂深度调峰辅助新能源消纳利用成为目前电力行业发展的趋势。机组低负荷运行对脱硝系统带来了巨大挑战,常规选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝催化剂由于活性较低,且其易在低温运行过程中受硫酸氢铵(ammonium bisulfate,ABS)的沉积而快速失效,无法满足低负荷下安全投运。宽温脱硝催化剂可实现脱硝系统在240~420℃宽温区间经济、安全投运,是一种新型的低成本全负荷脱硝技术,对提高机组灵活性具有重要意义。该文梳理了电力行业脱硝催化剂的宽负荷运行问题,总结了国内外宽温脱硝催化剂研发、改进及产业化应用情况,针对其应用遇到的瓶颈及适配的工程技术进行了分析。结合宽温脱硝催化剂的应用现状并预测未来的发展趋势,可为该技术在电力行业的大规模推广应用提供一定的参考。

SCR脱硝技术在非电行业烟气治理中的应用进展

介绍了以钢铁、水泥、玻璃和垃圾焚烧行业为代表的非电行业烟气特点和烟气污染物处理现状,对选择性催化还原(SCR)脱硝技术在非电行业烟气治理中的应用和面临问题进行了总结分析,并对SCR催化剂的研究方向做了预测。

烟气多污染物协同处理催化陶瓷过滤管的研究进展

燃烧烟气中各污染物的排放是大气污染的最主要来源,针对烟气多污染物的治理意义重大。本文综述了国内外目前关于烟气多污染物脱除的两种技术,即传统串联脱除技术和一体化协同脱除技术。相比于传统串联脱除工艺,多污染物一体化协同脱除技术具有占地面积小、运行费用低、应用领域广的优点,是烟气多污染物治理的发展趋势。而陶瓷过滤管催化剂技术以其独有的非对称、孔径梯度变化的结构特性,成为一种极具应用前景的一体化协同脱除新技术。国内外关于陶瓷过滤管催化剂的研究主要从过滤管元件的选材和负载脱硝催化剂的工艺方法这两方面,围绕过滤管催化剂的催化活性、过滤压降及性能稳定性的进行研究,取得了一定的成果。结合当前陶瓷过滤管催化剂的研究现状,对今后烟气多污染物陶瓷过滤管催化剂技术的发展提出了建议。

生物质电厂SCR脱硝催化剂失效及再生研究

对某生物质电厂蜂窝SCR脱硝催化剂失效原因和再生工艺进行了研究。结果表明,该催化剂失活的主要原因是由于催化剂堵孔率超过了50%,灰分造成催化剂实际反应面积大大减少;灰分中含有的碱金属及碱土金属破坏了催化剂表面酸性位,降低了催化剂活性而使催化剂中毒。根据催化剂失活机理,对其再生工艺进行了探索,中试实验结果表明:在一定的条件下,通过吹灰、清洗、酸洗、活性补充和煅烧,可将催化剂活性恢复到工业使用要求。

杂多酸改性V-Mo/Ti-W催化剂的宽温SCR脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列Keggin型杂多酸改性的V-Mo/Ti-W催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、BET比表面分析(BET)、NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征方法对催化剂物化性质进行了表征分析。各项表征分析结果表明,杂多酸改性后的HPAs-V-Mo/Ti-W催化剂相比于改性前的催化剂,平均孔径尺寸更大,可抑制硫酸氢铵沉积,以提高催化剂抗硫性能;与V-Mo/Ti-W样品相比,改性后的催化剂具有更强的NH_(3)吸附能力、更好的还原性能和更多的化学吸附氧物种,从而表现出更优异的脱硝性能和N_(2)选择性。杂多酸改性后的催化剂在200~380℃温度范围内、150000h^(-1)高空速、高浓度SO_(2)和H_(2)O存在的模拟烟气中表现出高NH_(3)-SCR活性、优异的抗SO_(2)性能,并保持几乎100%的N_(2)选择性,可作为燃煤电厂深度调峰的宽温催化剂,具备良好的工业应用价值。

活化液助溶剂对再生脱硝催化剂性能的影响

:为了考察助溶剂对活化液的催化剂再生性能的影响,将某燃煤电厂失活退役的脱硝催化剂在相同清洗工艺下处理,随后分别浸入以草酸、乙醇胺作为助溶剂配制的活化液中,得到两个再生催化剂。采用XRF、氮气物理吸附法、原位吡啶吸附、NH_(3)-TPD、Raman、XPS、H_(2)-TPR以及固定床脱硝反应器等表征手段对新鲜样品、失活样品以及再生样品进行表面理化性质、脱硝性能测试评价。结果显示,脱硝催化剂失活的主要原因是飞灰中的碱金属K、Na造成催化剂的比表面积和孔容下降、表面Lewis酸性位数量减少、V^(5+)比例下降、活性VO_(x)减少及氧化还原性能下降。同时发现,两个再生催化剂在等量活性组分钒条件下,脱硝性能却表现出较大差异,乙醇胺助溶活化液再生的样品Ethanol-cat性能恢复至新鲜催化剂的97%以上,而草酸助溶活化液再生的样品Oxalic-cat却几乎无再生效果,这是因为两种活化液中的活性组分钒状态不同,乙醇胺助溶活化液中钒离子可有效恢复失活催化剂的酸性位数量、V^(5+)比例、活性物种VO_(x)数量以及氧化还原性能,而草酸助溶活化液对失活催化剂的这些理化性质作用较小。

燃煤电厂宽温催化剂的开发与应用示范

国家能源集团电力装机2.26亿kW,其中火电总装机1.75亿kW,占全国的15.8%。目前,1.35亿kW机组实现超低排放,脱硝催化剂总填装量约20万m^3,集团在我国电力污染物控制领域开拓创新,走在前列。随着2016年火电机组适应电网深度调峰的深入,传统商业SCR脱硝催化剂(温度窗口为300℃～450℃)已不能满足日益严格的环保排放要求。为实现燃煤电厂全负荷运行时NO_x排放达标,针对可在260℃～420℃范围内长时间运行的宽温脱硝催化剂进行研究。通过研究低温反应机理进行了催化剂配方设计,并通过组分优化和成型工艺调整,开发了可匹配传统脱硝催化剂的生产工艺,制备了一系列不同配方的3×3孔蜂窝脱硝催化剂,通过性能评价发现0.6-MoV/W-TiO_2具有合适的孔结构和表面酸性,表现出最好的宽温脱硝活性和较低的SO_2/SO_3氧化率。将该催化剂配方进行工业级放大,完成了多温区新型脱硝催化剂产品试制,成品率达100%,可实现中低温高效脱硝。该催化剂已在江油电厂32号机组侧线反应器完成2000h长周期低负荷中试运行,测试温度为260℃～300℃。在测试工况下,脱硝效率达到90%,SO_2/SO_3氧化率和氨逃逸符合国家标准,脱硝系统运行稳定,效果良好。

黑二氧化钛的制备及其在催化领域的应用

黑TiO_(2)是近年来研究较多的催化剂之一。在各种应用中,与白TiO_(2)相比,黑TiO_(2)具有更高活性。大多研究表明,Ti^(3+)和氧空位等缺陷类型是增强活性的主要原因。综述黑TiO_(2)的制备方法,如氢化、化学还原、化学氧化、氢离子体、电化学还原和激光烧蚀等方法。同时对黑TiO_(2)在光催化、电催化、光电催化和热催化等领域的应用进行分类分析。提出在未来的研究开发中应关注黑TiO_(2)可工业化的安全和低成本制备方法、实际生产中黑TiO_(2)的储存及成型等问题,并需要充分利用各种能源,将光电、光热联用,利用能源之间的耦合效应,扩展黑TiO_(2)在医药和环保等领域的潜在应用。

330 MW机组宽温脱硝催化剂布置方案设计与运行效果分析

随着新能源高比例接入电网,燃煤电厂深度调峰低负荷运行成为常态。燃煤电厂深度调峰时烟气温度为260~300℃,低于传统脱硝催化剂320~400℃的温度窗口。为了确保低负荷下脱硝系统的高效运行,以某330 MW机组为研究对象,采用前两层宽温催化剂加下层常规催化剂的组合模式对脱硝系统催化剂布置方式进行了优化。结果表明,机组在低负荷运行时,烟气温度高于263℃的最低喷氨温度即可投氨运行;结合实际运行工况,烟温达到270℃以上机组可连续喷氨稳定运行,由硫酸氢氨结露引起催化剂失效的风险较低;机组在304 MW、150 MW及75 MW负荷下,前两层宽温催化剂脱硝效率分别为84.5%、84.1%、90.1%;整个脱硝系统的效率分别为89.8%、90.1%、95.3%;氨逃逸浓度分别为1.9、2.2、2.7μL/L,节省喷氨量为2.0 kg/h;NO_(x)排放质量浓度分别为27、34、29 mg/m^(3),满足机组超低排放的要求。

耐高温Pt@TiO_(2)催化剂的制备及其催化燃烧丙烷、丙烯性能研究

采用三聚氰胺诱导的"金属-载体强相互作用"工艺合成了具有Pt@TiO_(x)包覆结构的新型铂催化剂(Pt@TiO_(2)),并利用XRD、TEM、XPS和EPR对其进行表征分析。结果表明,Pt@TiO_(2)催化剂表现出强于传统Pt/TiO_(2)催化剂的热稳定性和丙烷、丙烯氧化活性。即使经过800℃高温处理,Pt@TiO_(2)仍能在较低温度实现丙烷(T_(50)=312℃)、丙烯(T_(50)=237℃)的催化燃烧,在煤化工尾气挥发性有机物(VOCs)净化领域展现出较强的应用潜力。

Pt/Al_(2)O_(3)催化剂载体酸性对降解乙烯性能的影响

通过水热法制备出暴露(010)和(101)晶面的片状勃姆石,通过焙烧可得到暴露(110)和(111)晶面的片状氧化铝;不同焙烧升温程序保持了片状氧化铝形貌、孔结构、晶面等特征的一致性,实现了表面酸性作为单一变量的可控调节。γ-Al_(2)O_(3)界面Lewis酸增多能够降低Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化氧化乙烯的起活温度。Pt/Al_(2)O_(3)-2相比Pt/Al_(2)O_(3)-600样品,酸性的提高促使其在190℃和120000 h^(-1)空速下乙烯转化速率提高约4倍,并在240℃达到完全氧化。