稀土尾礦催化CO還原脫硝特性實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-01 00:52
我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中煤炭資源占主要位置,煤炭的主要利用方式是直接燃燒,在燃燒過程中往往會(huì)伴隨大量氮氧化物(NOX)的產(chǎn)生。過量NOX的排放不僅污染大氣環(huán)境而且危害人體健康。目前,控制NOX最常用的技術(shù)是氨氣選擇性催化還原脫硝技術(shù)(NH3-SCR)。最近研究發(fā)現(xiàn),NH3-SCR技術(shù)在脫硝過程中容易產(chǎn)生硫酸等腐蝕性物質(zhì),且氨逃逸現(xiàn)象的存在會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。因此,NH3-SCR技術(shù)在未來勢(shì)必會(huì)被其他脫硝技術(shù)所代替。再燃脫硝技術(shù)是指在爐膛再燃區(qū)內(nèi)噴入燃料使其形成還原性氣氛,將NOX還原成N2。雖然該技術(shù)具有對(duì)鍋爐改動(dòng)小、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),但是其脫硝效率較低,不能滿足國(guó)家規(guī)定的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)再燃技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),將含有催化活性元素的稀土尾礦作為催化劑噴入循環(huán)流化床鍋爐再燃區(qū)中來促進(jìn)NOX的轉(zhuǎn)化。因此,本文以循環(huán)流化床鍋爐再燃脫硝為背景,將稀土尾礦作為脫硝催化劑,CO作為還原劑進(jìn)...
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
全球稀土礦儲(chǔ)量占比
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-8-且包含具有脫硝活性的鐵礦物、稀土礦物、鈮礦物和錳礦物,這些礦物都中所含的金屬元素均對(duì)脫硝起促進(jìn)作用。同時(shí)還包括白云石、方解石、鈉輝石等碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物,這些礦物中含有的催化活性元素,且活性元素高度分散。白云鄂博礦中各礦物相互嵌布、包裹通常難以解離。因此,白云鄂博稀土尾礦存在天然的金屬固溶體,有利于聯(lián)合脫硝。稀土尾礦是一種二次資源,具有儲(chǔ)量大、流程短、價(jià)格低、污染小的特點(diǎn)。綜上所述,稀土尾礦具備作脫硝催化劑的特性。因此,研究稀土尾礦作脫硝催化劑具有重要意義。圖1.2全球稀土礦儲(chǔ)量占比圖1.3中國(guó)稀土礦儲(chǔ)量占比表1.1白云鄂博稀土尾礦礦物組成[52]白云鄂博尾礦礦物組成(wt%)種類磁鐵礦赤鐵礦螢石氟碳鈰礦獨(dú)居石金紅石燒綠石含量5.7220.1225.444.103.80~0.10<0.10種類輝石方解石石英氟磷灰石白云石重晶石其他含量9.652.139.501.9511.202.883.51目前,利用天然礦物作脫硝催化劑的研究較少。王濤等人[53]利用安徽省慶陽(yáng)市的天然錳礦作NH3-SCR脫硝催化劑進(jìn)行研究。結(jié)果表明,天然錳礦在低溫區(qū)具有良好的催化脫硝性能。當(dāng)反應(yīng)溫度為150~300℃,脫硝率超過85%,且具有良好的抗硫抗水性。從催化劑的脫硝效率、穩(wěn)定性、可重復(fù)利用性以及成本上看,天然錳礦是一種有價(jià)值的脫硝催化劑。謝斌[54]利用黑色巖系礦石作為脫硝催化材料進(jìn)行研究。通過對(duì)礦物組成成分研究發(fā)現(xiàn)黑色巖系礦石中含有大量具有催化活性的化學(xué)成分,如Fe2O3、V2O5、MoO3
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-14-原尾礦磁選精礦磁選尾礦強(qiáng)磁選留到磁選尾礦中。脫硝性能檢測(cè)前對(duì)原尾礦、磁選尾礦和磁選精礦進(jìn)行還原性氣氛下焙燒。還原性氣氛為CO,焙燒溫度為脫硝性能測(cè)試所需溫度,焙燒時(shí)間為30min。圖2.1超強(qiáng)輥式磁選機(jī)圖2.2稀土尾礦處理方式2.3脫硝性能檢測(cè)設(shè)備圖2.3實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1.N2瓶2.CO3.NO瓶4.其他氣體瓶(CO2、SO2、O2)5.減壓閥6.流量計(jì)7.混氣箱8.熱電偶9.電阻絲10.石棉網(wǎng)11.樣品12.排空13.過濾器14.煙氣分析儀15.計(jì)算機(jī)脫硝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CO氣氛下稀土尾礦的催化脫硝特性研究[J]. 朱超,龔志軍,靳凱,羅慧娟,武文斐. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2019(06)
[2]白云鄂博地區(qū)尾礦中鐵、鈮、稀土、螢石綜合回收研究[J]. 張悅,林海,董穎博,許曉芳,王鑫,高月嬌. 稀有金屬. 2017(07)
[3]主要載金硫化物黃鐵礦的熱分解動(dòng)力學(xué)特性[J]. 趙留成,孫春寶,張舒婷,謝文清,鄭新煙,劉柯. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(08)
[4]生物質(zhì)高級(jí)再燃脫硝的影響因素與元素釋放特性[J]. 郝江濤,于偉,盧平,王秦超,何楠,祝秀明,徐森榮. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[5]水蒸氣與添加劑對(duì)生物質(zhì)再燃/高級(jí)再燃脫硝特性的影響[J]. 郝江濤,于偉,盧平,張宇飛,祝秀明,劉遠(yuǎn)見. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[6]Mn-Fe-Ce/TiO2低溫脫硝催化劑的制備條件優(yōu)化及其表征[J]. 耿春香,柴倩倩,王陳瓏. 化工進(jìn)展. 2014(04)
[7]煤焦直接還原脫除煙道氣氮氧化物[J]. 方曉晴,范垂鋼,都林,宋文立,林偉剛,李松庚. 化工學(xué)報(bào). 2014(06)
[8]Fe2O3/Al2O3氧載體用于甲烷化學(xué)鏈燃燒:負(fù)載量與制備方法的影響[J]. 劉自松,魏永剛,李孔齋,王華,祝星,杜云鵬. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(11)
[9]鈰鐵復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)特征及其催化應(yīng)用[J]. 李孔齋,王華,魏永剛,祝星. 化學(xué)進(jìn)展. 2013(10)
[10]內(nèi)蒙古包頭白云鄂博礦區(qū)及尾礦區(qū)周圍土壤稀土污染現(xiàn)狀和分布特征[J]. 郭偉,付瑞英,趙仁鑫,趙文靜,郭江源,張君. 環(huán)境科學(xué). 2013(05)
博士論文
[1]基于半焦載體催化劑的一氧化碳催化脫硝性能研究[D]. 王魯元.山東大學(xué) 2018
[2]生物質(zhì)內(nèi)在金屬遷移對(duì)其再燃脫硝影響的研究[D]. 吳興遠(yuǎn).清華大學(xué) 2015
碩士論文
[1]半焦直接還原氮氧化物機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 閆文霞.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所) 2017
[2]黑色巖系礦石的物化改性及催化脫硝性能研究[D]. 謝斌.重慶大學(xué) 2017
[3]天然錳礦及其負(fù)載金屬氧化物的NH3-SCR性能研究[D]. 王濤.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[4]選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)在環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝的工程應(yīng)用[D]. 常剴.上海師范大學(xué) 2013
[5]我國(guó)能源消耗狀況研究[D]. 鄭聰.華中科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3056703
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
全球稀土礦儲(chǔ)量占比
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-8-且包含具有脫硝活性的鐵礦物、稀土礦物、鈮礦物和錳礦物,這些礦物都中所含的金屬元素均對(duì)脫硝起促進(jìn)作用。同時(shí)還包括白云石、方解石、鈉輝石等碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物,這些礦物中含有的催化活性元素,且活性元素高度分散。白云鄂博礦中各礦物相互嵌布、包裹通常難以解離。因此,白云鄂博稀土尾礦存在天然的金屬固溶體,有利于聯(lián)合脫硝。稀土尾礦是一種二次資源,具有儲(chǔ)量大、流程短、價(jià)格低、污染小的特點(diǎn)。綜上所述,稀土尾礦具備作脫硝催化劑的特性。因此,研究稀土尾礦作脫硝催化劑具有重要意義。圖1.2全球稀土礦儲(chǔ)量占比圖1.3中國(guó)稀土礦儲(chǔ)量占比表1.1白云鄂博稀土尾礦礦物組成[52]白云鄂博尾礦礦物組成(wt%)種類磁鐵礦赤鐵礦螢石氟碳鈰礦獨(dú)居石金紅石燒綠石含量5.7220.1225.444.103.80~0.10<0.10種類輝石方解石石英氟磷灰石白云石重晶石其他含量9.652.139.501.9511.202.883.51目前,利用天然礦物作脫硝催化劑的研究較少。王濤等人[53]利用安徽省慶陽(yáng)市的天然錳礦作NH3-SCR脫硝催化劑進(jìn)行研究。結(jié)果表明,天然錳礦在低溫區(qū)具有良好的催化脫硝性能。當(dāng)反應(yīng)溫度為150~300℃,脫硝率超過85%,且具有良好的抗硫抗水性。從催化劑的脫硝效率、穩(wěn)定性、可重復(fù)利用性以及成本上看,天然錳礦是一種有價(jià)值的脫硝催化劑。謝斌[54]利用黑色巖系礦石作為脫硝催化材料進(jìn)行研究。通過對(duì)礦物組成成分研究發(fā)現(xiàn)黑色巖系礦石中含有大量具有催化活性的化學(xué)成分,如Fe2O3、V2O5、MoO3
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-14-原尾礦磁選精礦磁選尾礦強(qiáng)磁選留到磁選尾礦中。脫硝性能檢測(cè)前對(duì)原尾礦、磁選尾礦和磁選精礦進(jìn)行還原性氣氛下焙燒。還原性氣氛為CO,焙燒溫度為脫硝性能測(cè)試所需溫度,焙燒時(shí)間為30min。圖2.1超強(qiáng)輥式磁選機(jī)圖2.2稀土尾礦處理方式2.3脫硝性能檢測(cè)設(shè)備圖2.3實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1.N2瓶2.CO3.NO瓶4.其他氣體瓶(CO2、SO2、O2)5.減壓閥6.流量計(jì)7.混氣箱8.熱電偶9.電阻絲10.石棉網(wǎng)11.樣品12.排空13.過濾器14.煙氣分析儀15.計(jì)算機(jī)脫硝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CO氣氛下稀土尾礦的催化脫硝特性研究[J]. 朱超,龔志軍,靳凱,羅慧娟,武文斐. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2019(06)
[2]白云鄂博地區(qū)尾礦中鐵、鈮、稀土、螢石綜合回收研究[J]. 張悅,林海,董穎博,許曉芳,王鑫,高月嬌. 稀有金屬. 2017(07)
[3]主要載金硫化物黃鐵礦的熱分解動(dòng)力學(xué)特性[J]. 趙留成,孫春寶,張舒婷,謝文清,鄭新煙,劉柯. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(08)
[4]生物質(zhì)高級(jí)再燃脫硝的影響因素與元素釋放特性[J]. 郝江濤,于偉,盧平,王秦超,何楠,祝秀明,徐森榮. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[5]水蒸氣與添加劑對(duì)生物質(zhì)再燃/高級(jí)再燃脫硝特性的影響[J]. 郝江濤,于偉,盧平,張宇飛,祝秀明,劉遠(yuǎn)見. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[6]Mn-Fe-Ce/TiO2低溫脫硝催化劑的制備條件優(yōu)化及其表征[J]. 耿春香,柴倩倩,王陳瓏. 化工進(jìn)展. 2014(04)
[7]煤焦直接還原脫除煙道氣氮氧化物[J]. 方曉晴,范垂鋼,都林,宋文立,林偉剛,李松庚. 化工學(xué)報(bào). 2014(06)
[8]Fe2O3/Al2O3氧載體用于甲烷化學(xué)鏈燃燒:負(fù)載量與制備方法的影響[J]. 劉自松,魏永剛,李孔齋,王華,祝星,杜云鵬. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(11)
[9]鈰鐵復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)特征及其催化應(yīng)用[J]. 李孔齋,王華,魏永剛,祝星. 化學(xué)進(jìn)展. 2013(10)
[10]內(nèi)蒙古包頭白云鄂博礦區(qū)及尾礦區(qū)周圍土壤稀土污染現(xiàn)狀和分布特征[J]. 郭偉,付瑞英,趙仁鑫,趙文靜,郭江源,張君. 環(huán)境科學(xué). 2013(05)
博士論文
[1]基于半焦載體催化劑的一氧化碳催化脫硝性能研究[D]. 王魯元.山東大學(xué) 2018
[2]生物質(zhì)內(nèi)在金屬遷移對(duì)其再燃脫硝影響的研究[D]. 吳興遠(yuǎn).清華大學(xué) 2015
碩士論文
[1]半焦直接還原氮氧化物機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 閆文霞.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所) 2017
[2]黑色巖系礦石的物化改性及催化脫硝性能研究[D]. 謝斌.重慶大學(xué) 2017
[3]天然錳礦及其負(fù)載金屬氧化物的NH3-SCR性能研究[D]. 王濤.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[4]選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)在環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝的工程應(yīng)用[D]. 常剴.上海師范大學(xué) 2013
[5]我國(guó)能源消耗狀況研究[D]. 鄭聰.華中科技大學(xué) 2009
本文編號(hào):3056703
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