蜂窝状活性半焦催化剂用于烟气脱硫脱硝性能的研究

燃煤烟气大量排放已经成为我国空气污染的主要原因之一。半焦是一种资源丰富、价格低廉的常见碳质材料,但因其与活性炭相比孔隙结构不够发达、机械强度较差等原因,在我国的利用水平较低,大量半焦露天堆积不仅造成资源浪费,还带来严重的环境污染问题。采用硝酸活化结合水蒸气活化技术,丰富半焦孔隙结构,并在半焦表面负载V2O5催化剂后进行高压成型,以提高其机械强度,最终制备得到蜂窝状活性半焦催化剂用于燃煤烟气脱硫脱硝净化过程。实验结果表明,蜂窝状活性半焦催化剂孔隙结构发达、机械强度高,当烟气中初始SO2浓度2500×10^(-6)、初始NO浓度500×10^(-6)时,V_(2)O_(5)负载质量分数为6.0%的蜂窝状活性半焦催化剂脱硫过程穿透时间为220 min,硫容为5.46%,脱硝过程穿透时间为282 min,氮容为1.52%,对燃煤烟气具有良好的脱硫脱硝能力。

基于模型化合物的生物质半焦催化性能研究

为了深入理解生物质热解过程中生物质半焦对挥发分原位催化的作用机理,采用多种官能团化的还原氧化石墨烯(RGO)包括含—OH的RGO-OH、含—COOH的RGO-COOH和含—NH 2的RGO-NH 2,以及未官能团化的RGO模拟富含活性官能团的生物质半焦,通过热裂解-气相色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)探究400℃下不同表面活性官能团对木质素中典型α-O-4化合物苄基苯基醚(BPE)的催化效果。研究结果表明:—OH和—COOH活性官能团能显著提高BPE的热分解程度,BPE转化率由0.1%(无催化剂)提高至38%(—COOH)和54%(—OH);而—NH 2只提供了12%的BPE转化率,甚至弱于无官能团RGO的催化活性(25.63%),表明—NH 2起抑制作用。BPE分解主要是以sp 3 Cα—O断裂为主,其产物以苯酚和2-苄基苯酚为主;表面含氧官能团(—OH和—COOH)也促进了二聚反应的进行,形成了2-苄基苯酚和4-苄基苯酚。此外,表面官能团还能促进sp 2C aryl—O断裂,产物主要为苯甲醛。

CH_4-CO_2的高温半焦重整反应实验

以自制的半焦作为催化剂,研究了在小型的固定床中CH4和CO2的高温重整.实验表明,CH4,CO2在不同的催化剂和不同的温度下有不同的转化率,而且温度越高,CH4,CO2的转化率越高.在采用自制半焦制得的催化剂、温度为900℃且无N2作为平衡气的情况下,CO2和CH4的转化率分别为69.1%,28.9%,在1 050℃时,有N2其转化率则高达95.2%,91.2%.若没有催化剂存在,CO2和CH4转化率明显低于有催化剂存在的情况,如在1 000℃时,有催化剂下CO2和CH4的转化率分别为93.5%,76.6%,无催化剂时,转化率仅为32.0%,11.9%;加入适量的N2,可有效提高CH4的转化率.本实验证明了自制半焦催化剂能满足CH4-CO2高温重整反应的需要.