【摘 要】
:
国家对燃气轮机技术的大力发展,使氮氧化物的污染物控制技术面临新的挑战。目前商业应用的SCR脱硝技术主要针对氧气含量较低的烟气环境,而燃气轮机机组烟气中氧含量较高并且烟气中存在CO、NO两种污染物质,而CO与NO在催化剂作用下可以直接进行氧化还原反应生成对环境无害的气体。因此研究以CO作为还原气体的CO-SCR脱硝技术有重要意义。粉煤灰作为固体燃烧废料,直接堆弃在环境中会破坏土壤结构进而危害环境,而
论文部分内容阅读
国家对燃气轮机技术的大力发展,使氮氧化物的污染物控制技术面临新的挑战。目前商业应用的SCR脱硝技术主要针对氧气含量较低的烟气环境,而燃气轮机机组烟气中氧含量较高并且烟气中存在CO、NO两种污染物质,而CO与NO在催化剂作用下可以直接进行氧化还原反应生成对环境无害的气体。因此研究以CO作为还原气体的CO-SCR脱硝技术有重要意义。粉煤灰作为固体燃烧废料,直接堆弃在环境中会破坏土壤结构进而危害环境,而粉煤灰本身的疏松多孔结构可以作为催化剂载体加以利用。因此本文以粉煤灰为催化剂载体,制作相关催化剂,进行了以CO为还原气体的SCR脱硝实验,对催化剂的活性进行研究。首先探究煅烧气氛对催化剂活性的影响,结果表明在还原气氛下(2%CO,N2平衡气)进行煅烧的催化剂活性更加明显,还原气氛煅烧有助于活性金属物质的分散和离子价态的改变,增强活性物质的催化性能,进而增强催化剂的反应活性。其次在无氧工况下对不同金属以及金属负载比例对催化剂性能的影响进行研究。实验中Mn金属的整体活性高于金属Ce,同时复合金属活性物的催化剂活性高于单独活性金属,其中Mn,Ce复合,摩尔比例为1:1的催化剂的整体活性更优秀,脱硝率达到43.9%,脱碳率达到62.3%。可推测出催化剂中合适比例的金属复合可以促进催化剂对反应气体的吸附与反应并且金属的协同作用可以有提高金属活性位的分散与活性提升。在进一步单独CO与NO的工况中,通过对比研究发现系列反应中催化剂对NO吸附与解离是CO-SCR系列反应的中的限速步骤。之后,以有氧工况模拟燃气轮机排气,对催化剂活性展开研究。实验发现,各个催化剂的NO转化率高于无氧工况,NO2的产生量高于无氧工况,N2O生成量也有小幅增加,催化剂中最优催化剂为Mn-Ce1:1。结果表明氧气参与反应使NO转化成NO2,而NO2的生成和参与反应会使反应转向快速型SCR反应路线,反应速率增加进而提升了催化剂的整体活性。接着为进一步提升催化剂在有氧工况下的催化性能,引入金属Fe替代Ce作为活性组分进行研究。研究发现Fe能有效的提升催化剂在有氧工况下的催化活性,同时保持较高N2选择性与脱硝效率,其中Mn-Fe1:1催化剂性能较好。又对催化剂进行表征实验。催化剂的BET实验结果表明活性组分的加入可以增大催化剂的比表面积,并且催化剂的活性与比表面积并非简单的线性关系。XRD结果表明等体积浸渍法负载活性物并不会改变载体粉煤灰(FA)的晶体结构,活性组分在载体上高度分散。最后,研究了气体条件对催化剂性能的影响。在空速实验结果中,催化剂的氮氧化物相应的转化率和生成率都随着空速的增大而减小,各个催化剂之间波动幅度区别不明显,表明空速抗性主要与载体有关。在碳氮比的实验中,催化剂的NO转化率、NO2生成率、N2O生成率催着碳氮比的提升而提升。反应中CO浓度的增加有助于NO的转化与后续反应,但是CO过多会使得有CO未经反应直接排出造成污染。研究了催化剂在9%H2O工况下的抗水性,研究发现水蒸气会对CO转化率,NO转化率有抑制作用,会少量促进NO向NO2转化,降低催化剂的N2选择性。综上所述,本次研究以燃气轮机CO-SCR催化剂为主要研究对象,研究催化剂组成与反应气氛对催化剂活性的影响,探究催化剂反应规律。研究发现Mn-Fe1:1催化剂性能较好,脱硝脱碳率分别达到73.91%和73.17%,SCR反应中NO的吸附与氧化是反应的限速步骤。
其他文献
继电保护作为电力系统安全稳定第一道防线,对电力系统稳定运行和正常供电起着非常重要的作用。随着计算机网络技术和虚拟仿真技术的不断发展,利用虚拟实验系统实现继电保护实验模拟仿真,成为电气工程专业学生与工程技术人员学习与研究继电保护原理的一种有效手段。本文针对继电保护实验教学和培训工作,开发了一套继电保护虚拟仿真实验系统。该系统综合了虚拟仪器技术和电力系统数字仿真技术,利用Lab VIEW中的MIT模块
聚乙烯是应用最广的高分子材料之一,支化聚乙烯作为聚乙烯材料的一个重要分支,在薄膜、增韧剂、增容剂、分散剂以及流变性能改性剂等领域被广泛应用,而催化剂体系是聚烯烃制备技术发展的核心。α-二亚胺镍后过渡金属催化剂可以催化唯一单体乙烯聚合制备支化聚乙烯,且催化活性高。但均相α-二亚胺镍催化剂在使用中存在聚合物粘釜问题,在工业上受到限制,将均相催化剂负载化是解决这些问题一个有效途径。本文将α-二亚胺镍催化
光动力疗法(PDT)和光热疗法(PTT)因其具有特异性高,侵袭性小,对正常组织毒性低的优点,被广泛用于抗菌治疗和抗肿瘤治疗。共轭聚合物具有优异的光电性质是良好的PDT光敏剂和PTT光热剂。螺旋聚异腈多肽(PIC)是一种生物相容性非常好的温度刺激响应水凝胶,非常适合应用于生物医学领域。基于PIC水凝胶、聚噻吩(PMNT)和共轭聚合物纳米粒子(CPNs-TAT)的优点,构建了具有PDT和PTT协同治疗
随着生产型经济的高度成熟和信息技术的快速发展,人类社会的经济形态已经逐步从工业化、信息化迈入“服务化”。越来越多的制造企业向制造-服务集成商转变,企业与顾客以及其他利益相关者之间的合作变得日益密切,各方通过互动和合作共同为用户创造价值。目前,学术界对制造业服务化运营模式的研究较为集中,但少有学者从价值共创的角度探讨制造企业服务化转型中与顾客、专业服务提供商以及潜在利益相关者的价值共创实现路径。服务
随着科技的迅猛发展,大量的工业废水排放到环境中,对自然生态系统造成了严重的危害。与其他污染物不同,重金属是不可生物降解的,能够在环境中逐渐积累,因此过量的重金属会对人类健康带来巨大的危害。因此,处理污水中的重金属离子是人类健康和自然生态系统的当务之急。在已报道处理技术中,吸附法以其成本低,操作简便和去除效率高而被认为是最有效和经济的方法。多孔二氧化硅具有化学稳定性好、比表面积大、设计简单、可重复使
紫外光(UV)辐照技术由于引发效率高、常温操作、节能和制备成本低等特点,已广泛应用于涂料、胶粘剂、油墨等多种领域。UV辐照技术分为UV辐照引发制备预聚物和UV辐照固化两个阶段,但是大多数研究者采用溶液聚合的方法制备压敏胶预聚物,且大多集中于UV辐照固化的研究,而对UV辐照引发研究较少。本文提出了一种简便、绿色环保的方法制备聚丙烯酸酯压敏胶。首先采用UV辐照引发本体聚合方法制备丙烯酸酯预聚物,然后再
芳香族化合物的氯甲基化反应是有机合成中的重要反应。传统的氯甲基化方法存在选择性偏低、环境危害大等问题,将胶束催化应用于芳香族化合物的氯甲基化可以明显提升反应速率和选择性,而且反应体系内的水介质可以有效避免致癌物(氯甲醚类)的产生,因而胶束催化芳香族化合物的氯甲基化反应是一种环境友好型氯甲基化方法,具有良好的应用前景。近年来,由于双子表面活性剂所具有的低临界胶束浓度、高增溶能力,使其在胶束催化中的应
配电网重构技术是通过改变配电网络拓扑结构来达到降低网损,提高供电可靠性以及改善供电电压质量等目的一种重要技术手段。人工搜索群算法是一种仿生智能算法,其参数较少,原理通俗易懂,但它却存在容易陷入局部最优值以及收敛速度比较慢的缺点,本文对算法进行改进后将其运用到配电网重构中。主要研究工作如下:通过引入了士兵位置相似度的概念,提出了一种基于相似度权重的多种群人工搜索群算法,对士兵所在位置范围进行多种群划
近年来,随着化工及制造业的飞速发展越来越多的有机化合物被应用于工业生产当中,有机化合物的存在对人类的健康和环境产生了严重的影响。因此,探究能够高效降解有机污染物且操作简便、低成本的处理方式,成为近年来环境领域的研究热点。芬顿氧化法作为一种常用的高级氧化法,具有较强的氧化降解能力,但传统芬顿氧化法对反应p H要求严格,且铁离子难以回收容易产生大量铁泥。针对这一特点,本文通过静电纺丝法制备了氧化铝基纤