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球形氧化铝负载锰基双金属氧化物催化剂催化臭氧深度氧化NO

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62860-2

在工业锅炉烟气处理领域,由于锅炉容量低,烟气温度往往无法满足传统选择性催化还原(SCR)所需温度窗口.工业锅炉烟气成分的复杂性也给氮氧化物治理带来了严峻考验.臭氧深度氧化NO结合湿法洗涤同时脱硫脱硝技术具有独特的应用优势.传统臭氧氧化技术中,NO被臭氧氧化为NO2,进而在脱硫塔中实现一体化脱硫脱硝.但由于NO2溶解度相对较低,需要在脱硫浆液中加入添加剂提高脱硝效率,造成运行成本增加.NO经臭氧深度氧化后,NO2进一步转化为溶解度高的N2O5,传统脱硫石膏浆液即可实现高效吸收N2O5,从而有效提高氮氧化物吸收效率.但由于N2O5生成反应速率低,深度氧化存在臭氧投入量大、反应时间长及臭氧残留多的缺点.臭氧耦合催化剂深度氧化NO可有效解决以上问题.首先,本文采用溶胶-凝胶法合成一系列单金属氧化物(Mn,Co,Ce,Fe,Cu,Cr)作为臭氧深度氧化NO的催化剂.结果发现锰氧化物表现出最高的催化活性,在70oC下,O3/NO摩尔比为2.0时经过0.12 s的反应时间催化剂即可实现80%以上的转化效率.但根据N2O5生成的总包反应(2NO+3O3=N2O5+3O2)可以看出,O3/NO摩尔比为1.5时即可实现N2O5的完全转化.由于催化臭氧氧化反应温度较低,中间产物在催化剂表面聚集,占据大量活性位,进而导致无法实现1.5摩尔比的高效转化.通过采用球形氧化铝作为载体,避免粉末状催化剂紧凑型布置,增加换热面积,可有效降低催化剂表面中间产物聚集;同时延长了气体与催化剂的接触时间,提高反应效率.在球形氧化铝载体上负载锰基双金属氧化物(Ce-Mn,Fe-M,Cr-Mn,Cu-Mn和Co-Mn),在初始NO浓度为410 mg/m3,反应温度100oC,O3/NO摩尔比1.5,催化反应时间0.12 s的工况下,催化剂最终实现95%(Fe-Mn)和88%(Ce-Mn)的转化效率,剩余NO和NO2的浓度分别低于20 mg/m3(Fe-Mn)和50 mg/m3(Ce-Mn),臭氧残留浓度低于25 mg/m3.同负载单一锰氧化物(83%转化率)相比,双金属氧化物进一步提高了N2O5生成效率.因此,臭氧耦合催化剂深度氧化NO结合湿法吸收在工业锅炉超低排放(NOx<50 mg/m3)领域具有广泛应用前景.通过XRD、氮气吸附、H2-TPR和XPS等手段研究了催化剂的晶体结构、孔结构参数、氧化还原性能和表面原子价态.催化臭氧深度氧化NO主要与催化剂对臭氧的分解性能和对NO的氧化性能有关.较大的比表面积和孔容有利于催化剂的吸附.氧空位有利于臭氧的吸附和分解.Mn4+和Mn3+的均衡分布既有利于NO的吸附氧化又有利于臭氧的吸附分解,最终提高了N2O5生成效率.

关键词: 一氧化氮 , 深度氧化 , 催化剂 , 臭氧 , 过渡金属氧化物

合成气预混层流火焰速度的热流量法测量

梁晓晔 , 翁武斌 , 王智化 , 朱燕群 , 周志军 , 周俊虎 , 岑可法

工程热物理学报

本文基于热流量法搭建了层流火焰速度测量平台,通过测量甲烷的绝热层流火焰速度对平台的可靠性进行了验证.然后运用热流量法对15％H2-15％CO-70％N2和12％H2-19％CO-1 3.2％CO2-5.8％CH4-50％N2两种组分合成气的绝热层流火焰速度进行了精确测量,并通过Chemkin 4.1软件采用GRI-Mech 3.0,USC Mech Ⅱ和Davis H2/CO三种机理对试验工况进行了计算.实验数据与计算结果基本一致,尤其与GRI-Mech 3.0机理的计算结果较好地吻合.本文还对实验误差进行了误差分析,对两种合成气的平均测量误差分别达到1.107 cm/s和0.88 cm/s.

关键词: 热流量法 , 合成气 , 绝热层流火焰速度 , 误差分析 , 当量比

甲烷湍流射流火焰锋面结构的激光PLIF测量

翁武斌 , 王智化 , 何勇 , 周雅君 , 周志军 , 周俊虎 , 岑可法

工程热物理学报

利用OH-PLIF技术,研究了甲烷空气预混射流火焰,在不同出口雷诺数下,不同氮气稀释比例下火焰OH自由基的二维分布以及火焰的前锋面结构特性,以此实现对柔和燃烧的基础特性研究.实验结果显示,在获得大量氮气稀释后,预混火焰的OH浓度峰值减少了30％以上,并且整个燃烧反应明显延迟,但火焰面面密度没有发生明显变化.同时发现,改变出口雷诺数对火焰OH浓度影响较小,但是增加出口雷诺数可以扩大燃烧反应区.

关键词: OH-PLIF , 湍流火焰 , 火焰锋面结构 , 稀释燃烧

臭氧氧化多种污染物协同脱及副产物提纯的试验研究

张相 , 朱燕群 , 王智化 , 张莉莉 , 周俊虎 , 岑可法

工程热物理学报

为控制燃煤烟气污染物的排放,本文提出了臭氧氧化吸收以及副产物提纯系统。试验研究了不同pH和不同烟气组分SO_2,O_2条件下,三种不同吸收剂对NO_2脱除的影响。结果表明在pH=5～8的范围内,采用CaSO_3浆液中添加（NH_4）_2SO_4吸收NO_2,脱除率始终保持在89%以上。同时发现不同烟气组分SO_2,O_2对NO_2和SO_2的协同脱除影响较小。本文还对NO_2的吸收产物进行了复盐复分解处理。随着循环时间的增加,副产物产率得到了提高,获得了较高纯度的Ca（NO_2）_2·H_2O颗粒。

关键词: 臭氧 , NOx , SO_2 , 亚硫酸钙 , 亚硝酸钙

基于组态王的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态王作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态王 , 配料 , 上位机

中国制造2025:推进钢铁企业智慧化

张建良 , 周芸 , 徐润生 , 王广伟 , 焦克新

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20150051

介绍了“中国制造2025”的概念,结合中国钢铁企业信息化的发展过程与现状,论述了中国钢铁企业实施“中国制造2025”、逐步实现两化融合是发展的必然选择.“中国制造2025”将为钢铁行业带来新一轮的变革和创新驱动.钢铁企业智能制造的构建需要从推进工厂智建设、产品智生产、流程智引导、能源网络智设计、员工智专业和市场智营销6个方面来实现.

关键词: 中国制造2025 , 钢铁企业 , 信息化 , 智慧化

“王”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一”王”字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数