褐煤基催化—吸附剂制备及其脱硫脱氮性能研究

论文摘要

我国大气污染仍以煤烟型污染为主，主要污染物为烟尘、SO2（二氧化硫）和NOx（氮氧化物）。我国控制大气污染的主要任务是减少SO2和NOx的排放，烟气同时脱硫脱氮是大气污染治理的必然趋势。寻找经济有效的燃煤烟气同时脱硫脱氮的方法是当务之急。为此本研究用沈阳地区的褐煤为原料研制出了廉价的具有吸附和催化功能的褐煤基催化-吸附剂，并利用褐煤基催化-吸附剂进行了同时脱硫脱氮的实验研究。 本研究对炼制褐煤基催化-吸附剂的原料配比、工艺条件及其与褐煤基催化-吸附剂性能的关系，进行了系统的实验研究。在实验的基础上确定了褐煤基催化-吸附剂制备的工艺流程及最佳工艺条件。制备褐煤基催化-吸附剂的最佳条件是：原料配比为褐煤半焦：焦煤：煤焦油=65：25：10；干馏温度为600℃；干馏气体介质为N2；活化温度为850℃～950℃；活化时间为60分钟～90分钟；活化气体介质为水蒸汽。 褐煤基催化-吸附剂具有活性炭的优点，又克服了活性炭价格高、机械强度低易粉碎的缺点。实验证明，决定褐煤基催化-吸附剂脱硫效果的关键因素是其催化活性。为提高褐煤基催化-吸附剂的脱硫脱氮性能，对料研制出的褐煤基催化-吸附剂进行了改性实验研究，确定了制备改性褐煤基催化-吸附剂的工艺流程及工艺条件。在实验的基础上得出：用Fe2（SO4）3对褐煤基催化吸附剂进行改性，可以大幅度提高改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮效果。 利用褐煤基催化-吸附剂进行了脱除燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化物的实验研究。研究了影响褐煤基催化吸附剂脱硫脱氮效率的因素。实验表明，以褐煤为主原料制备的褐煤基催化-吸附剂能够用于燃煤烟气的脱硫脱氮。氧气含量、水蒸气含量、氨气含量以及烟气的温度影响脱硫脱氮效率。在实验的基础上，提出了褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮的最佳工艺条件。

论文目录

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• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 烟气脱硫脱氮意义
• 1.1.1 我国的大气污染概况
• 2、NOx污染途径'>1.1.2 控制SO₂、NOx污染途径
• 1.2 烟气脱硫脱氮技术研究现状
• 1.2.1 国外烟气脱硫脱氮技术研究现状
• 1.2.2 国内烟气脱硫脱氮技术研究现状
• 1.3 燃煤烟气联合脱硫脱氮技术现状
• 1.3.1 固相吸附——再生技术
• 1.3.2 湿法烟气同时脱硫脱硝技术
• 1.3.3 催化同时脱硫脱硝技术
• 1.3.4 吸收剂喷射同时脱硫脱硝技术
• 1.3.5 高能电子活化氧化法
• 1.4 褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮发展概况
• 1.5 本课题意义与主要研究内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验用原料及试剂
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 试剂
• 2.2 实验仪器及装置
• 2.2.1 仪器
• 2.2.2 实验装置
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 褐煤基催化-吸附剂性能分析测试方法
• 2.3.2 褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮性能分析测试方法
• 2.3.3 相关参数的测定
• 2.3.4 褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮实验
• 2.3.5 褐煤基催化-吸附剂脱附实验
• 第三章 褐煤基催化-吸附剂制备
• 3.1 影响炭系吸附剂脱硫性能关键因素的研究
• 3.1.1 氧气量大小对脱硫效率影响
• 3.1.2 水蒸汽量大小对脱硫效率的影响
• 3.1.3 活性炭床层温度对脱硫效率影响
• 2、CO₂浓度对脱硫效率的影响'>3.1.4 N₂、CO₂浓度对脱硫效率的影响
• 3.1.5 催化活性对脱硫效率的影响
• 3.1.6 结论
• 3.2 催化-吸附剂的设计
• 3.3 褐煤基催化-吸附剂制备
• 3.3.1 原料选择
• 3.3.2 制备工艺流程
• 3.3.3 制备工艺条件
• 3.4 小结
• 第四章 褐煤基催化-吸附剂改性
• 4.1 改性方法
• 4.1.1 催化剂选择
• 4.1.2 催化剂加入方法
• 4.2 用无机盐类催化剂改性
• 4.2.1 工艺流程
• 4.2.2 工艺条件
• 4.3 用金属氧化物类催化剂改性
• 4.3.1 工艺流程
• 4.3.2 原料配比的确定
• 4.3.3 工艺条件的确定
• 4.4 改性后褐煤基催化-吸附剂的性能
• 4.5 小结
• 第五章 改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮实验研究
• 5.1 改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮概述
• 5.2 改性褐煤基催化-吸附剂的脱硫脱氮工艺条件
• 5.2.1 影响改性褐煤基催化-吸附剂的脱硫脱氮性能的因素
• 5.2.2 各种改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮效率的比较
• 5.2.3 改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮的工艺条件的确定
• 5.3 实例应用
• 5.4 小结
• 第六章 改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮理论研究
• 6.1 改性褐煤基催化-吸附剂吸附机理研究
• 6.1.1 吸附基础理论
• 6.1.2 改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮的吸附过程
• 6.1.3 改性褐煤基催化-吸附剂脱硫脱氮的吸附机理研究
• 6.2 改性褐煤基催化-吸附剂催化反应机理研究
• 6.2.1 催化反应理论基础
• 4催化反应机理'>6.2.2 CuO、CuSO₄催化反应机理
• 2O₃催化反应机理'>6.2.3 Cr₂O₃催化反应机理
• 2（SO₄）₃、FeSO₄催化反应机理'>6.2.4 Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄催化反应机理
• 6.3.吸附动力学研究
• 6.3.1 脱硫动力学研究
• 6.3.2 脱氮动力学研究
• 6.4 小结
• 第七章 改性褐煤基催化-吸附剂脱附
• 7.1 改性褐煤基催化-吸附剂脱附方法概述
• 7.1.1 加热脱附法
• 7.1.2 水洗脱附法
• 7.1.3 改性褐煤基催化-吸附剂脱附方法的选择
• 7.2 改性褐煤基催化-吸附剂脱附脱附实验研究
• 7.2.1 脱附实验结果分析与结论
• 7.2.2 脱附褐煤基催化-吸附剂性能
• 7.3 小结
• 第八章 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 致谢