不同负载的铜基载氧体在煤化学链燃烧中有机污染物的排放特性

发布时间：2020-06-08 01:56

【摘要】：为了改善载氧体在多次循环后的碳沉积现象,本文以研究多环芳烃(PAHs)的生成特性为切入点来探究煤化学链燃烧反应机理以及铜基载氧体和PAHs的相互作用机制。在不同因素水平下对负硅铜基及负钛铜基载氧体进行实验研究,利用气相色谱法对反应后收集烟气中和煤渣中的PAHs进行定性定量分析。实验研究方面主要有：载氧体的制作方法；化学链燃烧反应的条件；比较两种铜基载氧体的PAHs排放特性,寻找控制碳沉积的有效方法。本文的主要研究结果如下：(1)煤化学链燃烧较生成三环芳烃最多,PAHs产量的差异主要表现在烟气中；对于CuO/SiO2载氧体来说烟煤1较适合,对于CuO/TiO2载氧体来说烟煤2较适合；高温区(800～1000℃)有利于控制PAHs的产量。(2)CuO本身具有多元催化功能,对PAHs既有催化合成作用又有氧化分解作用,温度小于800℃,CuO有利于催化合成PAHs,温度大于800℃,催化合成作用逐渐减弱。(3)TiO2有较大的比表面积,有较好的光催化活性,并且有较高的氧化性,可催化分解PAHs,TiO2为惰性载体表现出很好的反应性。(4)采用不同的CuO与惰性载体的制备比例,利用机械混合法所得的两种载氧体最合适的制备比例均为7：3。浸渍法较机械混合法更有利于控制载氧体的碳沉积。(5)对CuO/TiO2载氧体在使用机械混合法制备过程中添加了一定量的分散剂,制备出的载氧体具有较好的孔隙结构,并在实验中表现了较好的反应活性,使燃烧反应彻底,有效控制了PAHs的产量。
【图文】：

化学链燃烧,反应器,致密膜

１．２．３．２化学链燃烧反应系统的研究进展逡逑想要使化学链燃烧技术不是“纸上谈兵”，使其得到推广真正的发挥其实践意义，逡逑就要对化学链燃烧系统进行研究，并探讨与其它系统的整合。目前，研究重点是与不同逡逑能源系统z1合，拓展化学链燃烧的应用范围以及z1合系统生产过程的效率评估。与化学逡逑链燃烧系统进行z1合系统主要是：一些燃气轮机（ＧＴ）、固体氧化物燃料电池（ＳＯＦＣ）等发逡逑电系统。逡逑化学链重整（ｃｈｅｍｉｃａｌ－ｌｏｏｐｉｎｇ邋ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ，ＣＬＲ）是基于ＣＬＣ原理提出的，将燃料部逡逑分氧化以得到合成气，该工艺所使用的载氧体比ＣＬＣ少；化学链制氧（ｃｈｅｍｉｃａｌ－ｌｏｏｐｉｎｇ逡逑ｈｙｄｒｏｇｅｎ，邋ＣＬＨ）也是基于ＣＬＣ原理提出的新工艺，将金属氧化物载氧体应用于裂解水逡逑过程，从而制得高浓度、高纯度的氢气。逡逑１．３煤化学链燃烧逡逑

载氧体,分散剂

主要探讨负钛铜基载氧体的制作过程。逡逑实验所用分散剂为吐温８０，聚氧乙稀脱水山梨醇单油酸酷（药典名称聚山梨酷８０），逡逑可用作乳化剂、分散剂、增溶剂或稳定剂等［６２］［６３］，其结构见图３．１。分散剂可以提高颗逡逑粒间体系的稳定性，对于负载型ＣｕＯ而言，分散剂能改善ＣｕＯ晶粒在载体空隙中的弥逡逑散，阻止ＣｕＯ晶粒长大以改善烧结团聚现象。逡逑ＨＯ＾ＨｊＣＨａＣＯ）邋NB邋ＯＣＨ＾ＣＨｚＸＯＨ逦‘逡逑／邋（邋ｚ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｙＯＨ逡逑ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ－２０逦＾０ＣＨ２ＣＨ２），０Ｃ０（ＣＨ２）７ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＨ３逡逑图３．１吐温８０典型结构图逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｔｙｐｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｐｏｌｙｓｏｒｂａｔｅ逡逑图３．２邋Ｃｕ０／Ｔｉ０２载氧体样品图逡逑Ｆｉｇ．邋３．２邋Ｏｘｙｇｅｎ邋ｃａｒｒｉｅｒ邋ｓａｍｐｌｅ邋ｏｆ邋ＣｕＯ／ＴｉＯ〕逡逑上图３．２为采用机械混合法在添加分散剂前后所制得的Ｃｕ０／Ｔｉ０２载氧体样品图，左逡逑为无分散剂情况，可以看到载氧体烧结明显；右图为添加１．５ｉｎＬ分散剂情况，可以观察逡逑２４逡逑
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X784

【参考文献】