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《中国海洋大学》 2010年
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活性半焦低温催化氧化脱除烟气中NO的研究

高健  
【摘要】: NOx由于可以导致酸雨和光化学烟雾等环境灾害而受到了人们的广泛关注。相对于选择性催化还原法,NO催化氧化法是一种更为绿色的处理技术,可将NO氧化为NO2。由于其本身的物化性质(极性和酸性),NO2可吸附并富集在碱性多孔材料中,尤其是活性炭(焦)上。在这种思路下,NOx可被回收并制成有价值的产品如硝酸盐和肥料。 本论文选用鄂尔多斯褐煤半焦为原料,利用水热活化、酸碱活化和高温活化以及组合方法对半焦进行活化,同时负载金属氧化物和NO吸附剂BKS,以增加半焦对NO的催化氧化活性。在固定床反应器上考察催化剂的最佳制备条件和最优操作参数。通过多种表征手段,如酸碱滴定、Boehm滴定、SEM、BET、TG、FTIR等方法,考察改性对半焦物化性质的影响,并探讨催化活性与半焦物化性质的关系。结合实验结果,探讨NO在半焦上的氧化的机理。最后考察再生条件对失活催化剂再生的影响。本研究的结论如下: 硝酸活化有很好的脱灰效果,可以增加半焦表面的酸性官能团;碱活化有一定的脱灰效果,并可增加半焦表面的碱性官能团;水热活化法能够减少半焦中的挥发份;高温活化能够在减少挥发份的同时提高固定碳的含量。样品C(40+O2)的比表面积最大,可达252.7 m2/g;活性最高,当反应条件为反应温度为70℃、空速600h-1、O2 5%、NO浓度为440mg/m3。,并设定小于70%的转化率为穿透点时,硝容为0.455%。活性半焦表面的羰基官能团和碱性官能团是NO催化氧化过程中的重要因素,两者共同作用与脱硝过程。羰基作为吸附活性中心用于吸附氧化NO,同时氧化产物NO2迁移并储存到碱性官能团并让出活性位。 两步组合活化中,样品B2C的比表面积最大,达393.7 m2/g,硝容也最大,为1.006%。三步组合活化中,样品A2B2C比表面积最大,达400.4 m2/g;样品A1B1C的硝容最大,为0.856%。对样品A1B1C的活化步骤进行进一步的优化后,硝容提高到1.638%。 负载过渡金属氧化物的半焦活性高于未经负载的半焦,其中负载CuO的效果好于其他金属氧化物,当CuO负载量为1%时,催化活性最高。当反应温度70℃、空速800h-1、O2 5%、NO浓度1384 mg/m3,同时设定小于70%的转化率为穿透点时,样品SC(Cu,1%)的硝容为2.250%。 随着烟气中水汽含量的增加,催化剂活性迅速降低,当水汽含量升为15%时,硝容仅为0.6426%,较无水汽时的硝容减少了250%。在活性半焦上浸渍BKS溶液有利于提高活性半焦对NO的吸附量和催化活性。当BKS浓度增加为80%时,NO的穿透时间为14h,硝容为2.076%。 O2含量的增加和温度的降低都有利于NO向NO2的转化。随着空速和NO浓度的增加,硝容先增大后减小。当空速为1000h-1或NO浓度为1937 mg/m3时,其硝容最大。SO2对NO的转化率起抑制作用,而NO对SO2的转化起促进作用。此活性半焦的最佳的操作参数为:水汽含量为4.2%、O210%、反应温度70℃、空速1000 h-1、NO浓度1937 mg/m3时,此时活性半焦的硝容为5.7058%。 O2主要以自由态而不是吸附态参与氧化。NO催化氧化产物主要包括硝酸盐,亚硝酸盐和亚硝酰基等官能团。研究认为催化反应初期的控制步骤为NO在半焦上的吸附过程,中期的控制步骤为NO氧化或NO2脱附,而末期控制步骤为NO2的脱附过程。 失活催化剂在300℃下保温1h就可充分再生。第五次再生之后,半焦硝容开始下降。到第十次再生时,样品SC(Cu,1%)(80%)的再生硝容仍是新鲜样品硝容92.7%。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X701

【引证文献】
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1 王群;李春虎;王亮;郑昱;张祥坤;卞俊杰;冯丽娟;;活性炭负载磷钨酸用于烟气脱硝抗水性能实验研究[J];工业催化;2013年01期
【参考文献】
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1 王树森,凌爱莲,王志忠;煤制脱硫剂的微孔结构及其对SO_2/N_2混合气的分离机理[J];北京工业大学学报;1989年01期
2 朱自成;;表面分析技术综述[J];表面技术;1992年01期
3 刘清雅;刘振宇;李成岳;;NH_3在选择性催化还原NO过程中的吸附与活化[J];催化学报;2006年07期
4 邢娜;王新平;于青;郭新闻;;分子筛对NO和NO_2的吸附性能[J];催化学报;2007年03期
5 王小明,薛建明,颜俭,马果骏;国内外烟气脱硫技术的发展与现状──燃煤电厂烟气脱硫技术及经验专述之一[J];电力环境保护;2000年01期
6 吴碧君;燃烧过程中氮氧化物的生成机理[J];电力环境保护;2003年04期
7 张鹏宇,杨巧云,许绿丝,曾汉才,张柳;活性炭纤维低温吸附氧化NO的试验研究[J];电力环境保护;2004年02期
8 孙晶;徐铮;;活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用[J];电力环境保护;2008年01期
9 张健,张永春,宋伟杰;活性炭纤维及其在气体分离中的应用展望[J];低温与特气;2001年02期
10 郭嘉,江睿,曾汉才;混煤燃烧过程中氮氧化物的生成规律及其计算机模拟[J];电站系统工程;1994年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 马垠;中国燃煤电厂烟气脱硝工艺的选择[D];华北电力大学(河北);2005年
2 王文泰;成型半焦催化剂脱除烟气中SO_2和NO的研究[D];中国海洋大学;2008年
3 郭瑞莉;活性半焦用于烟气脱硫脱硝的研究[D];中国海洋大学;2009年
【共引文献】
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1 李芝华;碳纤维复合材料及其应用[J];工程塑料应用;1998年03期
2 李丽,王海庆,庄光山,王成国;优化螺杆组合提高CFRPA性能的研究[J];工程塑料应用;2000年05期
3 王海庆,李丽,王成国,姚永强;列车制动用摩阻材料的发展趋势[J];工程塑料应用;2000年05期
4 李国禄,王昆林,刘家浚,李玉平;碳纤维增强铸型尼龙力学性能研究[J];工程塑料应用;2001年02期
5 张西奎,王成国,王海庆,陈海燕;碳纤维含量对改性酚醛摩阻材料性能的影响[J];工程塑料应用;2003年04期
6 林志勇,林金清,曾汉民;表面处理对PA6/CF复合材料力学性能与破坏形态的影响[J];工程塑料应用;2005年07期
7 陈立军;武凤琴;张欣宇;杨建;李荣先;;环氧树脂/碳纤维复合材料的成型工艺与应用[J];工程塑料应用;2007年10期
8 何宏伟;李开喜;孙国华;谷建宇;刘越;王健;;电化学氧化处理对碳纤维及EP复合材料性能的影响[J];工程塑料应用;2009年05期
9 李先春,韩仁志;燃煤电厂烟气脱硫技术的应用与展望[J];鞍钢技术;2004年06期
10 刘小群,江宏富,姚文锐;硫化氢脱除技术研究进展[J];安徽化工;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩东升;郭家秀;尹华强;楚英豪;梁娟;;AC催化氧化法脱除烟气中SO_2技术[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
2 熊学云;范振兴;罗华勇;李斌;;活性焦干法烟气脱硫技术[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
3 朱复东;;滤泡法火电机组烟气脱硫脱硝一体化技术研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 侯娜;王随林;;燃煤锅炉烟气湿法脱硫与硫资源回收技术分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
5 许荣鹏;;膜技术在环境工程中的应用[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
6 邹洋;夏凌风;王运东;费维扬;;燃煤电厂烟气脱硫技术最新进展[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
7 杨宇程;吴冬蕾;;凝结水高温回收利用技术深探讨[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
8 刘杰;田宇黎;郭云霞;梁节英;;PAN基碳纤维表面电化学改性的研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
9 吴刚平;吕春祥;李永红;宋燕;吕永根;凌立成;;温度对聚丙烯腈纤维在预氧化过程中的影响[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
10 杨禹;吕春祥;苏小雷;贺福;宋燕;王心葵;;纳米SiO_2改性碳纤维乳液上浆剂[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
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1 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
2 宋涛;SCR烟气脱氮催化剂及技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 杨松波;生物过滤法净化及回收含氨废气研究[D];郑州大学;2010年
4 李宗鹏;超临界CO_2辅助制备有机/无机纳米复合材料[D];郑州大学;2010年
5 李强;水合肼液相还原法制备纳米铜粉的研究[D];大连理工大学;2010年
6 宋雅楠;基于成本预测和环境价值的SWHP经济评价[D];大连理工大学;2010年
7 贺伟光;开封市污染气象特征与大气环境容量研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 韩磊;基于成本效益分析的分布式电源规划[D];长沙理工大学;2010年
9 张冠瑛;热解油田污泥制备吸附材料的研究[D];中国海洋大学;2010年
10 王萍;改性活性半焦脱除烟气中NO_X的研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张鹏宇,杨巧云,许绿丝,曾汉才,张柳;活性炭纤维低温吸附氧化NO的试验研究[J];电力环境保护;2004年02期
2 冒爱琴;王华;谈玲华;蔺相阳;潘仁明;;活性炭表面官能团表征进展[J];应用化工;2011年07期
3 王新平,叶兴凯,吴越;杂多酸在活性炭表面含氧基团上的化学键合作用[J];物理化学学报;1995年12期
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1 郭瑞莉;活性半焦用于烟气脱硫脱硝的研究[D];中国海洋大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王树森,凌爰莲,王志忠,李唐;以煤为原料的脱硫剂对SO_2气的吸附特性[J];北京工业大学学报;1987年03期
2 王树森,凌爱莲,王志忠;煤制脱硫剂的微孔结构及其对SO_2/N_2混合气的分离机理[J];北京工业大学学报;1989年01期
3 陈艳林,严海标,冯晋阳;以淀粉作造孔剂制备多孔陶瓷[J];山东陶瓷;2005年01期
4 池建伟,魏振承,徐志宏,张雁;微波技术在食品加工中的应用与发展[J];保鲜与加工;2003年01期
5 陈先明,胡宝妹;含氮活性炭催化氧化法消除烟道气中二氧化硫[J];催化学报;1982年03期
6 八○二组;活性炭催化剂用于消除和回收烟气中低浓度的二氧化硫[J];催化学报;1982年03期
7 臧希文,黄旭东,张婉静,林炳雄,武心连,沈家洪;钙钛矿型催化活性材料结构与性能的研究——Ⅲ.(La_(1-x)□_x)(Co_(1-y)□_y)O_(3-δ)体系[J];催化学报;1989年04期
8 李开喜,凌立成,刘朗,张碧江,刘振宇;热处理改性的活性炭纤维的脱硫活性[J];催化学报;2000年03期
9 鲁文质,赵秀阁,王辉,肖文德;NO的催化氧化[J];催化学报;2000年05期
10 马建蓉;刘振宇;黄张根;刘清雅;;NH_3在V_2O_5/AC催化剂表面的吸附与氧化[J];催化学报;2006年01期
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1 达时;活性炭纤维法烟气脱硫三相反应器研究[D];四川大学;2003年
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1 李平,赵越,卢冠忠,赵秀阁,鲁文质,肖文德;SO_2对低温NO催化氧化活性的增强效应[J];宁夏大学学报(自然科学版);2001年02期
2 高健;李春虎;卞俊杰;;活性半焦低温催化氧化NO的研究[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2011年03期
3 戎丽;童华;徐仲均;;尖晶石型MnCo_2O_4催化剂的制备及SCR性能研究[J];环境科学与技术;2009年08期
4 罗晶;童志权;黄妍;夏斌;罗河;;H_2O和SO_2对Cr-Ce/TiO_2催化氧化NO性能的影响[J];环境科学学报;2010年05期
5 鲁文质,饶薇薇,肖文德,李平,卢冠中;铜钒复合氧化物的NO催化氧化活性和抗硫性[J];宁夏大学学报(自然科学版);2001年02期
6 徐建昌,许行勇,李雪辉,王乐夫;NO直接分解催化剂研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2002年09期
7 王道,李云巧,李丽,王相杰;铜/海泡石催化还原NO的研究(英文)[J];北京工业大学学报;2004年02期
8 张海谋,宋世震,陈荣安,郑红燕;氟暴露对工人血清IL-8及NO含量的影响[J];职业卫生与病伤;1999年03期
9 孙义敏!130021长春,刘树铮!130021长春;X射线全身照射对小鼠腹腔巨噬细胞NO产生的影响[J];中华放射医学与防护杂志;2000年04期
10 郑杨;一氧化氮的生物化学及其生理和药理效应[J];化学教育;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜海平;李裕明;;高糖对血管内皮细胞凋亡的影响及NO的保护作用[A];中华医学会第十次全国内分泌学学术会议论文汇编[C];2011年
2 苗荣;穆丽璇;师文生;;基于硅纳米线的NO荧光传感器的制备及其在生物检测中的应用研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
3 李岩冬;安军;陈思原;张旭;洪彦航;王伟;王淑芳;;自组装仿生构建具有NO自催化生成功能的含硒人工血管材料[A];中国活性氧生物学效应学术会议论文集(第一册)[C];2011年
4 朱宇君;袁福龙;许树军;张国;付宏刚;;La_(1-x)Ba_xCoO_3催化直接分解NO的研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
5 张诗渊;吴延庆;陈琦;周斯平;;依布硒啉、维生素E对NO缺乏性高血压大鼠肾脏损害的保护作用[A];江西省第四次中西医结合心血管学术交流会论文集[C];2008年
6 张庆富;刘鹏;白梅;;实验高压电烧伤血清ET-1、NO动态变化及乌司他丁的干预作用[A];中华医学会烧伤外科学分会2009年学术年会论文汇编[C];2009年
7 王春光;张铁;张庆茹;;鸡大肠杆菌病血清NO、TNF-α水平检测及临床意义分析[A];全国动物生理生化第十一次学术交流会论文摘要汇编[C];2010年
8 马纪英;陈国元;;二硫化碳对雄性大鼠下丘脑-垂体-性腺轴分泌功能的影响及NO的干预作用[A];全国生化/工业与卫生毒理学学术会议论文集[C];2010年
9 王升志;高向东;成洲;邢达源;赵君;毛祖彝;;热化疗对口腔颌面癌患者NO水平影响的研究[A];第八次全国口腔颌面—头颈肿瘤会议论文汇编[C];2009年
10 刘翠清;梁凤萍;黄少玲;刘志伟;黄永德;汝海龙;林国华;刘传飞;陆利民;黄聿;;TP受体激活抑制NO依赖性血管舒张的机制[A];中国生理学会第八届全国青年生理学工作者学术会议论文摘要[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈季冰;企业办社会? No![N];华夏酒报;2010年
2 记者 徐晶晶;消费者对霸王条款有权说“NO”[N];滨海时报;2010年
3 叶茂中 顾小君;CI is no CI?[N];中国工商报;2000年
4 徐德昭;欧盟9月起对白炽灯说NO[N];东莞日报;2009年
5 林永锋;石油价格也会对欧佩克说NO[N];中国能源报;2010年
6 钱文;首钢新钢联:对“瘦身”钢筋说“NO”[N];中国建设报;2010年
7 沈燕;让菜价飞?NO![N];扬州日报;2011年
8 殷昌盛;被传外资参股 真功夫说NO[N];东莞日报;2011年
9 本报记者 侯继勇;被严重低估 迅雷向纳斯达克说NO[N];21世纪经济报道;2011年
10 林非;NO调节剂精氨酸氨基多糖问世[N];中国化工报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高健;活性半焦低温催化氧化脱除烟气中NO的研究[D];中国海洋大学;2010年
2 唐念;Mn/TiO_2催化氧化NO联合CaSO_3浆液吸收的烟气脱硝新工艺研究[D];浙江大学;2011年
3 庄柯;纳米Mn-Ti-O复合氧化物催化剂结构与NO选择性催化还原性能[D];南京大学;2011年
4 钟方芳;介导NO信号转导的人可溶性鸟苷酸环化酶的表达纯化及其结构与性质研究[D];复旦大学;2011年
5 冯皓;NO合酶抑制蛋白参与商陆皂苷甲抗炎调控的机制研究[D];第二军医大学;2011年
6 高尚锋;神经递质GABA和NO在抑郁症患者和应激模型中的病理意义[D];浙江大学;2012年
7 刘春元;含焦油生物质气再燃还原NO的实验与机理研究[D];上海交通大学;2012年
8 臧玉魏;改性Cu-ZSM-5分子筛催化剂的制备及催化脱除NO的研究[D];南京理工大学;2010年
9 魏晓雪;外源NO对UV-B胁迫下红松幼苗生理特性的影响[D];东北林业大学;2011年
10 杨桐伟;ERK与NO信号通路在神经病理性疼痛模型大鼠脊髓背角内痛觉信号传递中的交互作用[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王婕;CoOx/TiO_2系列催化剂催化氧化NO及其改性研究[D];浙江大学;2010年
2 何川;Mn-Cu/TiO_2催化剂的制备及其低温催化氧化NO的实验研究[D];南京理工大学;2010年
3 吕伟欣;氮掺杂多壁碳纳米管的合成及NO电氧化研究[D];黑龙江大学;2010年
4 王霆宇;晋南地区盐碱地冬小麦—夏玉米轮作田的NO排放特征[D];山西大学;2010年
5 夏斌;CuSO_4-CeO_2/TiO_2-SiO_2和Cr_2(SO_4)_3/TiO_2催化剂催化氧化NO性能研究[D];湘潭大学;2010年
6 戴颖;NO在骨关节炎关节软骨中的表达及意义[D];中国医科大学;2005年
7 王文;黄瓜幼苗对苯丙烯酸胁迫的生理响应及外源NO的缓解作用研究[D];西南大学;2010年
8 吴珂昕;黄安伦钢琴作品《中国畅想曲》(NO、2)创作与演奏研究[D];山东师范大学;2010年
9 任校峰;NO生成合剂对糖尿病小鼠创面愈合的促进作用[D];第三军医大学;2010年
10 陈阳辉;小麦应答激发子刺激或叶锈菌侵染诱发的HR过程中NO的功能初探[D];河北农业大学;2011年
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