稀土尾矿催化CO还原脱硝特性实验研究
发布时间：2021-03-01 00:52
我国能源结构中煤炭资源占主要位置,煤炭的主要利用方式是直接燃烧,在燃烧过程中往往会伴随大量氮氧化物（NOX）的产生。过量NOX的排放不仅污染大气环境而且危害人体健康。目前,控制NOX最常用的技术是氨气选择性催化还原脱硝技术（NH3-SCR）。最近研究发现,NH3-SCR技术在脱硝过程中容易产生硫酸等腐蚀性物质,且氨逃逸现象的存在会对环境造成二次污染。因此,NH3-SCR技术在未来势必会被其他脱硝技术所代替。再燃脱硝技术是指在炉膛再燃区内喷入燃料使其形成还原性气氛,将NOX还原成N2。虽然该技术具有对锅炉改动小、运行成本低等优点,但是其脱硝效率较低,不能满足国家规定的NOX排放标准。本文对再燃技术进行改进,将含有催化活性元素的稀土尾矿作为催化剂喷入循环流化床锅炉再燃区中来促进NOX的转化。因此,本文以循环流化床锅炉再燃脱硝为背景,将稀土尾矿作为脱硝催化剂,CO作为还原剂进...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球稀土矿储量占比
内蒙古科技大学硕士学位论文-8-且包含具有脱硝活性的铁矿物、稀土矿物、铌矿物和锰矿物，这些矿物都中所含的金属元素均对脱硝起促进作用。同时还包括白云石、方解石、钠辉石等碳酸盐矿物和硅酸盐矿物，这些矿物中含有的催化活性元素，且活性元素高度分散。白云鄂博矿中各矿物相互嵌布、包裹通常难以解离。因此，白云鄂博稀土尾矿存在天然的金属固溶体，有利于联合脱硝。稀土尾矿是一种二次资源，具有储量大、流程短、价格低、污染小的特点。综上所述，稀土尾矿具备作脱硝催化剂的特性。因此，研究稀土尾矿作脱硝催化剂具有重要意义。图1.2全球稀土矿储量占比图1.3中国稀土矿储量占比表1.1白云鄂博稀土尾矿矿物组成[52]白云鄂博尾矿矿物组成（wt%）种类磁铁矿赤铁矿萤石氟碳铈矿独居石金红石烧绿石含量5.7220.1225.444.103.80~0.10<0.10种类辉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，利用天然矿物作脱硝催化剂的研究较少。王涛等人[53]利用安徽省庆阳市的天然锰矿作NH3-SCR脱硝催化剂进行研究。结果表明，天然锰矿在低温区具有良好的催化脱硝性能。当反应温度为150~300℃，脱硝率超过85%，且具有良好的抗硫抗水性。从催化剂的脱硝效率、稳定性、可重复利用性以及成本上看，天然锰矿是一种有价值的脱硝催化剂。谢斌[54]利用黑色岩系矿石作为脱硝催化材料进行研究。通过对矿物组成成分研究发现黑色岩系矿石中含有大量具有催化活性的化学成分，如Fe2O3、V2O5、MoO3
内蒙古科技大学硕士学位论文-14-原尾矿磁选精矿磁选尾矿强磁选留到磁选尾矿中。脱硝性能检测前对原尾矿、磁选尾矿和磁选精矿进行还原性气氛下焙烧。还原性气氛为CO，焙烧温度为脱硝性能测试所需温度，焙烧时间为30min。图2.1超强辊式磁选机图2.2稀土尾矿处理方式2.3脱硝性能检测设备图2.3实验装置示意图1.N2瓶2.CO3.NO瓶4.其他气体瓶(CO2、SO2、O2)5.减压阀6.流量计7.混气箱8.热电偶9.电阻丝10.石棉网11.样品12.排空13.过滤器14.烟气分析仪15.计算机脱硝
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO气氛下稀土尾矿的催化脱硝特性研究[J]. 朱超,龚志军,靳凯,罗慧娟,武文斐. 稀有金属与硬质合金. 2019(06)
[2]白云鄂博地区尾矿中铁、铌、稀土、萤石综合回收研究[J]. 张悦,林海,董颖博,许晓芳,王鑫,高月娇. 稀有金属. 2017(07)
[3]主要载金硫化物黄铁矿的热分解动力学特性[J]. 赵留成,孙春宝,张舒婷,谢文清,郑新烟,刘柯. 中国有色金属学报. 2015(08)
[4]生物质高级再燃脱硝的影响因素与元素释放特性[J]. 郝江涛,于伟,卢平,王秦超,何楠,祝秀明,徐森荣. 燃料化学学报. 2014(05)
[5]水蒸气与添加剂对生物质再燃/高级再燃脱硝特性的影响[J]. 郝江涛,于伟,卢平,张宇飞,祝秀明,刘远见. 中国电机工程学报. 2014(11)
[6]Mn-Fe-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的制备条件优化及其表征[J]. 耿春香,柴倩倩,王陈珑. 化工进展. 2014(04)
[7]煤焦直接还原脱除烟道气氮氧化物[J]. 方晓晴,范垂钢,都林,宋文立,林伟刚,李松庚. 化工学报. 2014(06)
[8]Fe2O3/Al2O3氧载体用于甲烷化学链燃烧:负载量与制备方法的影响[J]. 刘自松,魏永刚,李孔斋,王华,祝星,杜云鹏. 燃料化学学报. 2013(11)
[9]铈铁复合氧化物的结构特征及其催化应用[J]. 李孔斋,王华,魏永刚,祝星. 化学进展. 2013(10)
[10]内蒙古包头白云鄂博矿区及尾矿区周围土壤稀土污染现状和分布特征[J]. 郭伟,付瑞英,赵仁鑫,赵文静,郭江源,张君. 环境科学. 2013(05)
博士论文
[1]基于半焦载体催化剂的一氧化碳催化脱硝性能研究[D]. 王鲁元.山东大学 2018
[2]生物质内在金属迁移对其再燃脱硝影响的研究[D]. 吴兴远.清华大学 2015
硕士论文
[1]半焦直接还原氮氧化物机理与实验研究[D]. 闫文霞.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[2]黑色岩系矿石的物化改性及催化脱硝性能研究[D]. 谢斌.重庆大学 2017
[3]天然锰矿及其负载金属氧化物的NH3-SCR性能研究[D]. 王涛.合肥工业大学 2017
[4]选择性非催化还原（SNCR）技术在环流化床锅炉烟气脱硝的工程应用[D]. 常剀.上海师范大学 2013
[5]我国能源消耗状况研究[D]. 郑聪.华中科技大学 2009
本文编号：3056703
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球稀土矿储量占比
内蒙古科技大学硕士学位论文-8-且包含具有脱硝活性的铁矿物、稀土矿物、铌矿物和锰矿物，这些矿物都中所含的金属元素均对脱硝起促进作用。同时还包括白云石、方解石、钠辉石等碳酸盐矿物和硅酸盐矿物，这些矿物中含有的催化活性元素，且活性元素高度分散。白云鄂博矿中各矿物相互嵌布、包裹通常难以解离。因此，白云鄂博稀土尾矿存在天然的金属固溶体，有利于联合脱硝。稀土尾矿是一种二次资源，具有储量大、流程短、价格低、污染小的特点。综上所述，稀土尾矿具备作脱硝催化剂的特性。因此，研究稀土尾矿作脱硝催化剂具有重要意义。图1.2全球稀土矿储量占比图1.3中国稀土矿储量占比表1.1白云鄂博稀土尾矿矿物组成[52]白云鄂博尾矿矿物组成（wt%）种类磁铁矿赤铁矿萤石氟碳铈矿独居石金红石烧绿石含量5.7220.1225.444.103.80~0.10<0.10种类辉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，利用天然矿物作脱硝催化剂的研究较少。王涛等人[53]利用安徽省庆阳市的天然锰矿作NH3-SCR脱硝催化剂进行研究。结果表明，天然锰矿在低温区具有良好的催化脱硝性能。当反应温度为150~300℃，脱硝率超过85%，且具有良好的抗硫抗水性。从催化剂的脱硝效率、稳定性、可重复利用性以及成本上看，天然锰矿是一种有价值的脱硝催化剂。谢斌[54]利用黑色岩系矿石作为脱硝催化材料进行研究。通过对矿物组成成分研究发现黑色岩系矿石中含有大量具有催化活性的化学成分，如Fe2O3、V2O5、MoO3
内蒙古科技大学硕士学位论文-14-原尾矿磁选精矿磁选尾矿强磁选留到磁选尾矿中。脱硝性能检测前对原尾矿、磁选尾矿和磁选精矿进行还原性气氛下焙烧。还原性气氛为CO，焙烧温度为脱硝性能测试所需温度，焙烧时间为30min。图2.1超强辊式磁选机图2.2稀土尾矿处理方式2.3脱硝性能检测设备图2.3实验装置示意图1.N2瓶2.CO3.NO瓶4.其他气体瓶(CO2、SO2、O2)5.减压阀6.流量计7.混气箱8.热电偶9.电阻丝10.石棉网11.样品12.排空13.过滤器14.烟气分析仪15.计算机脱硝
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO气氛下稀土尾矿的催化脱硝特性研究[J]. 朱超,龚志军,靳凯,罗慧娟,武文斐. 稀有金属与硬质合金. 2019(06)
[2]白云鄂博地区尾矿中铁、铌、稀土、萤石综合回收研究[J]. 张悦,林海,董颖博,许晓芳,王鑫,高月娇. 稀有金属. 2017(07)
[3]主要载金硫化物黄铁矿的热分解动力学特性[J]. 赵留成,孙春宝,张舒婷,谢文清,郑新烟,刘柯. 中国有色金属学报. 2015(08)
[4]生物质高级再燃脱硝的影响因素与元素释放特性[J]. 郝江涛,于伟,卢平,王秦超,何楠,祝秀明,徐森荣. 燃料化学学报. 2014(05)
[5]水蒸气与添加剂对生物质再燃/高级再燃脱硝特性的影响[J]. 郝江涛,于伟,卢平,张宇飞,祝秀明,刘远见. 中国电机工程学报. 2014(11)
[6]Mn-Fe-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的制备条件优化及其表征[J]. 耿春香,柴倩倩,王陈珑. 化工进展. 2014(04)
[7]煤焦直接还原脱除烟道气氮氧化物[J]. 方晓晴,范垂钢,都林,宋文立,林伟刚,李松庚. 化工学报. 2014(06)
[8]Fe2O3/Al2O3氧载体用于甲烷化学链燃烧:负载量与制备方法的影响[J]. 刘自松,魏永刚,李孔斋,王华,祝星,杜云鹏. 燃料化学学报. 2013(11)
[9]铈铁复合氧化物的结构特征及其催化应用[J]. 李孔斋,王华,魏永刚,祝星. 化学进展. 2013(10)
[10]内蒙古包头白云鄂博矿区及尾矿区周围土壤稀土污染现状和分布特征[J]. 郭伟,付瑞英,赵仁鑫,赵文静,郭江源,张君. 环境科学. 2013(05)
博士论文
[1]基于半焦载体催化剂的一氧化碳催化脱硝性能研究[D]. 王鲁元.山东大学 2018
[2]生物质内在金属迁移对其再燃脱硝影响的研究[D]. 吴兴远.清华大学 2015
硕士论文
[1]半焦直接还原氮氧化物机理与实验研究[D]. 闫文霞.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[2]黑色岩系矿石的物化改性及催化脱硝性能研究[D]. 谢斌.重庆大学 2017
[3]天然锰矿及其负载金属氧化物的NH3-SCR性能研究[D]. 王涛.合肥工业大学 2017
[4]选择性非催化还原（SNCR）技术在环流化床锅炉烟气脱硝的工程应用[D]. 常剀.上海师范大学 2013
[5]我国能源消耗状况研究[D]. 郑聪.华中科技大学 2009
本文编号：3056703
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