选择性非催化还原脱硝氨逃逸及二次污染物排放

选择性非催化还原(SNCR)脱硝是利用还原剂NH_(3)将烟气中NO还原为N_(2)的NO_(x)净化技术,本文通过实验研究了温度对SNCR脱硝效率的影响,SNCR的反应温度窗口为950~1100℃,在温度为1050℃、NSR为1.5时达到最佳脱硝效率97%。模拟SNCR反应过程中氨逃逸及二次污染物排放情况,NO_(2)排放浓度随着NSR增加而降低,N_(2)O排放浓度和NH_(3)逃逸量随着NSR增加而增加。综合考虑经济、环保及脱硝效率等因素,选取NSR为1.5为宜。

选择性催化还原系统尿素分解研究进展

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术是降低柴油机氮氧化物(NO_(x))排放的有效手段,而在柴油机urea-SCR系统中,尿素分解在NO_(x)还原过程中起着重要作用。阐述了尿素分解的研究现状,重点讨论了副产物的反应路径和反应温度。分析了催化剂对尿素分解的催化作用,总结了减少沉积物的4种措施。提出了未来技术改进的3个方向:研究实际工况下的详细反应机理;使用详细分解机理进行数值模拟同时降低时间成本;使用催化剂提高中间体的反应速率。

Fe改性分子筛催化剂CH_(4)选择性催化还原N_(2)O

针对N_(2)O的CH_(4)选择性催化还原(CH_(4)-SCR),采用浸渍法制备了系列Fe改性分子筛(BEA、ZSM-5、SSZ-13)催化剂。实验结果表明:2%Fe-BEA(负载量2%(w))具有较高的催化活性,在进气(N_(2)O 40%(φ,下同),CH_(4)10%,N250%)总流量为50 mL/min、反应器气时空速为12000 h^(–1)的条件下,250℃时的N_(2)O转化率达99.5%,CH_(4)转化率达94.6%;反应器连续运行20 h,N_(2)O转化率基本保持不变,CH_(4)转化率仅略有下降。表征结果显示,2%Fe-BEA较高的催化活性与其易形成大量离子态Fe^(3+)活性物种密切相关,而2%Fe-SSZ-13更易形成大量FeOx物种,故在3种分子筛催化剂中催化活性最低。2%Fe-BEA上N_(2)O的CH_(4)-SCR遵循自由基反应机理,形成羟基自由基和甲氧基自由基,并可经进一步氧化,通过甲酸盐路径生成CO_(2)和H2O。

煤粉工业锅炉的选择性非催化还原脱硝性能试验改进

采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝须克服脱硝效率偏低和氨逃逸严重等现象,对其进行试验改进可提升多种类型锅炉的脱硝性能。基于煤粉工业锅炉SNCR试验系统,通过试验测量2种炉膛结构、不同容量的煤粉工业锅炉炉膛温度分布,从喷枪支数、温度和SNCR等方面阐述对脱硝性能的影响,对4个供热站的15台锅炉进行SNCR优化改造,增加喷枪开孔和电磁流量计并改造SNCR系统管路,进而对SNCR优化改造效果进行评估,从而研究单喷枪和多喷枪组合对选择性非催化还原(SNCR)脱硝性能的影响。结果发现:喷枪组合的脱硝效率一般优于单喷枪,主要取决于炉膛内温度分布,即需获得最佳脱硝反应温度和氨氮物质的量比及找到锅炉SNCR的最佳喷枪位置;当炉膛截面平均温度为800~900℃、氨氮比为1.5~2.0时,SNCR可达到较好的脱硝效率且氨逃逸较低;对供热站改造前后的脱硝反应剂用量进行分析,发现改造后的尿素用量比未改造前总体降低23.2%,液氧用量总体降低75.3%,即改造后的尿素用量和液氧用量均显著降低,说明供热站SNCR改造能够大幅降低煤粉锅炉的运行成本。

CeO_(2)/ZrO_(2)对Cu-ZSM-5选择性催化还原NOx的反应活性及抗老化性能的影响

采用浸渍法分别将CeO_(2)、ZrO_(2)负载于Cu-ZSM-5催化剂中,通过催化剂活性评价系统研究了CeO_(2)、ZrO_(2)负载量对整体式Cu-ZSM-5催化剂NOx转化率的影响规律,并采用NO-TPD方法分析了催化剂表面的NOx吸附能力.此外,利用FT-IR和SEM技术探究了催化剂样品的抗老化能力.结果表明,添加CeO_(2)或ZrO_(2)有利于提升整体式Cu-ZSM-5催化剂NOx转化率,其中8%CeO_(2)/Cu-ZSM-5在150~550℃温度范围内NO_(x)转化率最高,但此催化剂表面晶粒在高温下易发生团簇,导致催化剂老化,催化活性下降.ZrO_(2)的添加可以有效稳固表面晶粒,进而改善催化剂的抗老化性能.

Cu/Hβ催化剂NH_(3)选择性催化还原NO性能研究

采用浸渍法制备了以Hβ分子筛为载体的负载氧化铜催化剂,考察了Cu负载量对催化剂NH3选择性催化还原NO反应(NH3-SCR)性能的影响,通过XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD、NO-TPD、H2-TPR、EDS和XPS等表征技术研究了催化剂的物理化学性质和SO_(2)存在条件下催化剂活性降低的原因。结果表明,反应气体不含SO_(2),Cu负载量为3%,即Cu(3)/Hβ催化剂有较高的反应活性,t95为169℃;反应气体含SO_(2),Cu负载量为2%时,即Cu(2)/Hβ催化剂的反应活性较好,t95为225℃。反应前后催化剂的分析结果表明,SO_(2)存在条件下催化剂活性降低的主要原因是在低温条件下,SO_(2)与NH3反应生成的硫铵盐覆盖了催化剂活性中心。

添加WO3提高铈锆固溶体的氨选择性催化还原NOx反应活性

采用程序升温氨脱附、程序升温还原和X射线光电子能谱分析手段表征了加入WO3前后CeO2-ZrO2颗粒催化剂的表面性能变化.结果表明,WO3一方面增加了催化剂的酸性,另一方面略微提高了催化剂的氧化还原性能.在氨选择性催化还原氮氧化物反应中,当NH3/NO=1,空速为90000h-1的条件下,CeO2-ZrO2催化剂上氮氧化物转化率低于65%,而10%WO3/CeO2-ZrO2催化剂催化活性大于80%,所对应的温度区间为220～420℃.通入10%CO2和10%H2O后,由于竞争吸附,CeO2-ZrO2催化剂上的氮氧化物转化率低于46%,而10%WO3/CeO2-ZrO2催化剂上的氮氧化物转化率大于80%的温度区间移至230～500℃.

Cu含量对Cu/ZSM-5催化剂氨选择性催化还原NO影响的研究

采用浸渍法将铜(Cu)负载在ZSM-5分子筛上,制备了一系列不同Cu含量的Cu/ZSM-5分子筛催化剂。对ZSM-5及Cu/ZSM-5分子筛催化剂的氨选择性催化还原一氧化氮(NO)性能进行评价,并对Cu/ZSM-5分子筛催化剂进行表征分析。结果表明,Cu含量变化对Cu/ZSM-5分子筛催化剂的氨选择性催化还原反应(NH3-SCR)活性影响较大,Cu含量为0.75%(wt,质量分数)制得的Cu/ZSM-5具有最佳的中低温活性,在190℃条件下对NO的转化率为91%。

电化学一氧化氮还原合成氨催化剂的研究进展

氨(NH3)用途广泛,在农肥中用作氮源,是许多工业过程的化学原料,也是一种绿色的氢载体。电催化一氧化氮(NO)还原为环境合成NH3提供了一种极有前景的策略。本文综述了电化学过程中各种催化剂对一氧化氮还原为氨的影响。材料主要分为两大类:金属基催化剂和二维材料催化剂。

选择性催化还原脱硝反应氨逃逸的测定

采用靛酚蓝分光光度法和离子色谱法,在催化裂化(FCC)再生烟气的选择性催化还原(SCR)模拟脱硝装置上,对氨逃逸体积浓度进行了分析。结果表明:NH_3/NO_x(摩尔比)、入口NO_x质量浓度及含水质量分数对采用不同方法测定结果的影响差别不大;入口SO_2质量浓度对靛酚蓝分光光度法测量的氨逃逸体积浓度有一定影响。离子色谱法和靛酚蓝分光光度法的加标回收率分别为96.4%～100.8%,99.6%～101.8%,均显示出良好的准确性。结合分析方法的简便性、环保性及对烟气中SO_2质量浓度的不敏感性,建议选择离子色谱法进行离线氨逃逸分析。

Mn-Fe/TiO_2低温NH_3选择性还原NO催化活性及其反应机制

采用共沉淀沉积法制备了Mn-Fe/TiO2NH3选择性催化还原(SCR)NO催化剂,80℃时即获得了92.5%的NOx转达化率,在(H2O)=6%和(SO2)=0.01%条件下120℃时转达化率保持在95%以上。X衍射光谱(XRD)结果表明,Fe2O3与与MnO2存在相互作用,两者均匀地分散在载体TiO2表面。傅立叶转换红外(FT-IR)及原位红外(SituIR)光谱分析得出反应机理为:Fe2O3为助催化剂,NH3主要以-NH2形式吸附在MnO2的Lewis酸中心上,与NO生成中间产物NH2NO,再分解成最终产物N2和H2O;少量以NH4+形式吸附在Brnst酸中心上。O2能同时增加Lewis酸中心和Brnst酸中心形成中间产物的途径。

凹凸棒石负载锰氧化物低温选择性催化还原催化剂的表征及对氨的吸脱附

以非均相沉淀法制备了凹凸棒石(PG)载体上负载锰氧化物催化剂Mn/PG,并用于低温选择性催化还原法(SCR)脱硝反应.采用X射线衍射、透射电子显微镜和H2-程序升温还原方法对催化剂进行了表征;通过NH3吸脱附实验考察了催化剂的锰负载量和煅烧温度对NH3吸附和脱附量及吸附位的影响.结果表明,锰氧化物高度分散于PG晶体表面,其存在状态取决于催化剂煅烧温度.煅烧温度低于550oC,锰氧化物为Mn2O3和Mn3O4,煅烧温度为550oC时,锰氧化物为Mn3O4.NH3主要吸附在PG载体上,锰氧化物的担载基本不影响催化剂吸附NH3的能力,但促进了吸附NH3的活化,这是催化剂SCR活性显著增加的直接原因.

新型铬锰复合氧化物低温选择性催化氨还原NOx

采用柠檬酸法合成了一系列铬锰复合氧化物催化剂,利用X射线衍射及X射线光电子能谱研究了催化剂活性相态,并考察了铬锰摩尔比对反应活性的影响.结果表明,该体系在有氧条件下氨低温选择性催化还原氮氧化物反应中显示出优异的活性,其中Cr(0.4)-MnOx催化剂具有最佳低温催化活性,在空速30000h-1和120℃条件下,NOx转化率达98.5%,N2选择性达100%.在MnOx中添加Cr后形成了CrMn1.5O4晶相,该相态在低温选择性催化还原NOx过程中起重要作用.

选择性催化还原烟气脱硝反应器流场的模拟优化

为改善反应器的性能,分析了影响选择性催化还原(SCR)反应器性能的因素及其关系,阐明了流场均匀性对提高SCR反应器运行性能的重要性,指出优化流场是提高SCR反应器性能的有效措施.以一台660MW机组为例,对其SCR反应器入口烟道和反应器导流部件进行了模拟优化设计,得出了流场优化设计布置方案.结果表明:通过优化布置,可以提高喷氨格栅(AIG)截面和催化剂入口截面速度分布的均匀性,从而改善SCR反应器的运行性能.

原位漫反射傅里叶变换红外光谱研究锰铁基催化剂上低温选择性催化还原反应机理(英文)

采用自蔓延燃烧法制备了Ti0.9Mn0.05Fe0.05O2-δ催化剂,运用原位漫反射傅里叶变换红外光谱对该催化剂的NO和NH3稳态吸附以及NO和NH3瞬态反应进行了详细地分析与讨论.结果表明,相比于Lewis酸性位,150 oC时Brnsted酸性位吸附的NH3更具有SCR活性;与双齿硝酸盐和桥式硝酸盐相比,NO吸附产生的单齿硝酸盐是主要的中间物种;该SCR反应遵循Eley-Rideal和Langmuir-Hinshelwood机理,但以后者为主.另外,O2的存在有利于NO的氧化和配位态NH3的活化.

Cu含量对Cu/Al-Ce-PILC上丙烯选择性催化还原NO反应的影响

采用聚合羟基复合阳离子合成交联粘土Al-Ce-PILC,经SO42-改性后,以浸渍法制备了用于C3H6选择性还原NO反应的铜基交联粘土催化剂Cu/Al-Ce-PILC.用XRD,XPS和TPR等技术对催化剂进行了表征,并考察了Cu含量对催化剂性能的影响.结果表明,Cu负载未改变Al-Ce-PILC的结构;w(Cu)=2%时,Cu物种以Cu+和Cu2+两种形式存在,催化剂具有最高的催化活性和较宽的操作温度范围,在反应气组成为0·22%NO-0·12%C3H6-2·0%O2-97·66%He,空速为24000h-1和温度为350℃的条件下,NO转化率可达56·4%,700℃下仍可达22·3%;w(Cu)=5%时,催化剂中有明显的CuO物相存在,该物相促进C3H6的深度氧化,从而降低了NO选择性还原反应的性能.

不对称硼催化反应的理论研究(Ⅰ)——噁唑硼烷催化苯基乙酮还原反应的对映体选择性机理

用 AM1方法研究了唑硼烷催化苯基乙酮还原反应的对映体选择性机理 ,结果表明 ,在此硼催化剂的作用下 ,苯基乙酮还原的对映体产物主要是 R构型 ,其主要原因是两种对映体的催化过渡态的活化能相差较大所致 .用过渡态活化理论计算所得光学产率 e.e.=95 % 。

NH_3选择性催化还原烟气中NO的反应动力学

采用自行研制的V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂在微型积分反应器上对NH3还原NO的反应进行了微观动力学试验,考察了温度、空速值对NO转化率的影响,并得出反应的微观动力学方程,确定了相关的动力学参数。通过小型试验台的试验,考察了反应气体在催化剂内部的传质、扩散过程对反应速率的影响,建立了催化剂有效因子的计算模型和宏观反应速率方程。试验结果表明,用该模型计算得到的理论值和试验数据具有良好的一致性。

Zn粉作为催化剂前体催化对甲苯磺酰胺/二溴海因与烯烃的区域选择性和立体选择性氨溴加成反应

Zn粉作为催化剂前体,在反应中可被原位氧化成高效Zn(Ⅱ)-催化剂.在该催化剂催化下,以对甲苯磺酰胺和1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲(二溴海因)为氮源/卤素源,二氯甲烷作溶剂,建立了烯键上的高度区域选择和立体选择性氨溴加成反应新体系.该方法在室温下可高产率地制得邻位氨基溴的加成产物,最高收率可达99%.实验结果表明,当与双键直接相连的苯环对位有强给电子基团(CH3O)时,反应收率高,并可得到唯一的氨溴加成产物(α-溴-β-氨基);当与双键直接相连的苯环对位有强拉电子基团(NO2)或弱拉电子基团(如Br和F)时,该反应的产率相对较低,但也能制得另一个唯一的氨溴加成产物异构体(α-氨基-β-溴型).本文考察了20种不同结构底物的氨溴加成反应情况,产物结构经过1H NMR、13C NMR和元素分析确证,并探讨了该反应的机理.

选择性催化还原烟气脱硝反应器的变工况运行分析

建立了选择性催化还原烟气脱硝过程数学模型,对烟气脱硝反应器的变工况参数进行了计算分析,并研究了反应器入口烟气流量、温度和NOx浓度等参数变化对脱硝效率和氨逃逸量等参数的影响,为选择性催化还原烟气脱硝反应器的设计和运行提出了建议.