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脱氧剂的研究进展论文参考文献

发布时间:2024-07-03 18:14:37

脱氧剂的研究进展论文参考文献

食品保藏的文献有哪些,食品安全一直是人们关注的焦点,对食品保鲜剂需求在日益增长,人们对食品保鲜剂的研究进展更加重视.为了探索食品保鲜剂研究现状及应用前景,重点介绍了目前食品保鲜剂在食品保鲜中的应用类型,总结了物理保鲜,化学保鲜,生物保鲜以及复合保鲜剂各自的应用范围和特点;介绍各种食品保鲜剂的保鲜作用机理及存在问题,总结各类保鲜剂在抑菌,抗氧化,抑制酶活,防止水分流失方面的作用机理以及相应的应用范围;介绍各种食品保鲜剂的食品工业中应用价值及在实际应用中存在问题,并提出相应改进措施.食品保鲜剂可以保持食品的新鲜度,感官品质,提高食品的储藏特性,保持食品的质量品质,提升食品价值.开发新型环保食品保鲜剂,将能提升整个食品行业价值,绿色环保型复合保鲜剂将是未来发展的趋势.以水蜜桃为试验材料,研究不同质量浓度蒲公英浸提液、生姜浸提液处理对水蜜桃采后常温贮藏品质的影响,定期测定各项生理指标。结果表明,与对照组相比,2种材料处理均能在不同程度上起到保持果实硬度、可溶性固形物含量,降低呼吸强度、腐烂率的作用,仅对减少失质量率无效,说明二者在常温下对水蜜桃均有一定的防腐保鲜效果。综合分析,质量浓度25 g/L蒲公英浸提液和质量浓度75 g/L生姜浸提液的效果相对较好。关键词:水蜜桃;蒲公英浸提液;生姜浸提液;贮藏品质;食品源保鲜剂

脱氧剂没有毒的,但是不宜大量使用哦。脱氧剂是起到吸收包装盒里的氧气从而达到防霉防氧化的作用。在防止油脂酸败、防止肉类的氧化褐变以及防止食品中维生素的损失等方面也可起到很好的作用。脱氧剂常用的反应原理有铁粉氧化(铁系)、酶氧化(酶系)、抗坏血酸氧化、光敏感性染料氧化等。--------鼎兴干燥剂回答希望能帮到你

脱氧剂是可吸收氧气、减缓食品氧化作用的添加剂。脱氧剂可有效地抑制霉菌和好氧性细菌的生长,延长食品货架期,在防止油脂酸败、防止肉类的氧化褐变以及防止食品中维生素的损失等方面也可起到很好的作用。脱氧剂常用的反应原理有铁粉氧化(铁系)、酶氧化(酶系)、抗坏血酸氧化、光敏感性染料氧化等。目前使用的大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状,放入包装内,使氧的浓度降到0.01%。一般要求lg铁粉能和300mL的氧反应,使用时可根据包装后残存的氧气量和包装膜的透氧性选择合适的用量。应用的产品包括糖果、干制的海产品小吃、熟肉制品、米糕、面食、干酪、干制蔬菜。除袋装脱氧剂外,还将含有活性铁粉的塑料标签或各种卡片插入包装内。 抗氧化剂的作用机理比较复杂,现已研究发现,一是抗氧化剂发生化学反应,减低食品体系的氧含量;二是阻止、减弱氧化酶的活性,三是使氧化过程中的链式反应中断,破坏氧化过程;四是将能催化、引起氧化反应的物质封闭 。食品添加剂法规: 1、法律依据——《食品添加剂卫生管理办法》 卫生管理办法明确规定需要申报的添加剂范围以及申报资料的要求;对食品添加剂生产企业提出明确要求,并实施卫生许可证制度;明确提出对食品添加剂经营者的卫生要求;调整了对复合添加剂的管理方式和要求;进一步提出对食品添加剂的标识和说明书的要求;增加了对标准的重审和修订条款;对食品添加剂生产、经营企业的质量和卫生管理提出要求;对新开发的食品添加剂,取消三年的行政保护内容;对食品卫生检验单位进行食品添加剂检验进行了明确要求 2、添加剂使用应满足六个要求: 可以说,食品添加剂的生产和使用是有充分的法律依据和安全保障的另外,食品添加剂的使用还必须满足以下要求: ①添加剂本身必需经过充分的毒理试验; ②添加剂应该是食品生产、加工和储藏等过程必须加入的; ③添加剂应有严格的质量标准; ④不能影响食品质量及原有风味; ⑤能提高食品对消费者的吸引和喜爱程度; ⑥出口食品必须遵照输入国家、地区法规 3、食品添加剂的毒理性: 中国卫生部于1994年公布实施的《中华人民共和国食品安全性毒理学评价程序,GB-15193~19-94》参照国际上的通用法则,包括四个阶段: A.第一阶段:急性毒性试验――LD50,联合急性毒性 B.第二阶段:遗传毒性试验,传统致畸试验,短期喂养试验 C.第三阶段:亚慢性毒性试验――90天喂养试验、繁殖试验、代谢试验 D.第四阶段:慢性毒性试验(包括致癌试验) 任何食品添加剂,产品进行申报前,都必须经过毒理性评价这一程序,因此,又为食品添加剂的安全使用增加一道保障 。因此只要是正规食品生产企业生产的食品,其中附带的脱氧剂是无毒的,但是应避免食用,误食的话应尽快去医院就诊。

硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂,在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率,并可净化钢液,提高钢材质量。硅铝合金密度小,热膨胀系数低,铸造性能和抗磨性能好,用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性,可大大提高使用寿命,常用其生产航天飞行器和汽车零部件。

丙烷氧化脱氢进展研究论文

脱氢反应:C3H8→C3H6+H2 催化剂上的丙烷脱氢动力学 上述的Pt系和Cr系催化剂大都是以A12O3为载体的,而近年来以ZSM-5分子筛为丙烷脱氢催化剂新型载体的研究日趋活跃.Wang等基于对不同酸性载体负载的单铂催化剂的对比研究,认为丙烷脱氢在Pt/HZSM-5上按如下机理(式21)和(式22)进行. C3.+LA—→i·C3H7+·A—+H—·L (21) i·C3H7+·A—+ H—→C3—+H2 (22) 式中,A—为载体表面碱中心,L为Lewis酸中心.L酸中心用于活化丙烷分子中的氢,同时在碱中心土生成C+离子,随后C+离子从碱中心上脱除,H通过反溢流从PI中心上形成H2离去. Sara等研究了在Co/HZSM-5催化剂上的丙烷脱氢和芳构化反应动力学和反应路径.从丙烷中13C同位素含量的分布和产物收率得出,丙烷经历了以下的反应过程:脱氢生成丙烯和氢气;裂解生产甲烷和乙烯;然后丙烯和乙烯通过齐聚裂解反应生成芳烃;丙烯和乙烯还能与解离吸附出来的氢气加成生成乙烷和丙烷.反应路径与HZSM-5催化剂类似,不同之处在于Co阳离子给吸附中间体的氢原子转移提供了另一条路径.增大Co/A1原子比,可以加快丙烷脱氢(k1)、乙烯加成(k3)和烯烃脱氢环化(k4)的反应速率,对裂解(k2)没有影响,因为裂解反应是发生在B酸性位上的,而且它的反应不需要氢气的参加.

丙烷脱氢制丙烯工艺是以丙烷为原料,在高温、低压的条件下,经催化脱氢反应制取丙烯的工艺。

丙烷脱氢制丙烯技术问世迄今已有20多年历史,经过不断完善,工业应用日趋成熟。

开发丙烷催化脱氢工艺成功的有:UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司的Catofin工艺、Snamprogetti公司的流化床(FBD)工艺、Uhde的蒸汽活化重整(STAR)工艺、林德公司的PDH工艺。采用较多的是美国UOP公司的Oleflex工艺和Lummus的Catofin工艺。两种丙烷脱氢制丙烯工艺大体相同,所不同的只是脱氢和催化剂再生部分。

UOP公司的Oleflex工艺是20世纪80年代开发的,1990年首先在泰国实现了工业化,1997年4月韩国投产250 kt/a丙烯的联合装置采用第2代Oleflex技术。目前,全世界Oleflex丙烷脱氢制丙烯总生产能力达2500 kt/a。在国内烟台万华建成最大的750 kt/a PDH装置。

Lummus公司的Catofin工艺是ABB Lummus公司开发的C3~C5烷烃脱氢生产单烯烃技术。目前,全世界有10家采用Catofin工艺生产烯烃,生产量超过3200 kt/a。

Snamprogetti公司的FBD工艺是在俄罗斯开发的硫化床脱氢制异丁烯基础上发展起来的,其技术核心是反应器-再生系统,反应和再生是在硫化床中完成的。

德国Linde(林德)、BASF与挪威国家石油公司合作开发的PDH工艺,主要生产丙烯和异丁烯。

STAR工艺是由Philips石油公司开发,2000年被Uhde收购并进行了改进。

新型丙烷/丁烷脱氢(ADHO)技术,是重质油国家重点实验室的又一项催化剂和反应器配套研发的重要成果。

金属氧化物催化剂的研究进展论文

如下:

【摘要】:综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展,重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用,其中,负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。

【关键词】:环己烷氧化,环己酮,催化剂的认识。

环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂,广泛应用于医药、油漆、涂料、橡胶、农药行业、印刷和塑料回收方面。目前,工业上制取环己醇和环己酮的方法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷液相氧化法,环己烷氧化法的应用最为普遍,占90%以上。

由于环己醇和环己酮比环己烷更易于被氧化,为获得适宜的环已醇和环已酮的选择性,工业上环己烷氧化转化率通常控制在,氧化选择性为90%左右。

但环己烷的大量循环造成能耗上的巨大浪费。目前,环己烷氧化工艺研究的热点主要集中在对传统工艺的改造优化、氧化剂的选择及高效催化剂的开发。开发高性能和环境友好的催化剂成为研究热点,近年来开发的一些氧化催化剂在改善环己烷转化率和产物选择性方面表现出较好的性能。

本文主要综述分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展。

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全文速览

金属/氧化物界面对于多相催化具有重要意义,因为看似“惰性”的氧化物载体可以通过界面调节金属催化剂的形貌、原子和电子结构。尽管界面效应在块状氧化物载体上得到了广泛的研究,但对于团簇级纳米系统,仍然缺乏更深入的了解。作者在此证明了由混合 Pd/Bi 2 O 3 簇集合构建的纳米金属/氧化物界面的本征催化作用。该界面可以通过简单的逐步光化学方法制造。作者结合电子显微镜和微量分析阐明了Pd/Bi 2 O 3 簇的杂化结构。其中,Pd-Pd 配位数较小,更重要的是,由于Bi 2 O 3 簇中Bi 端和 Pd 之间的异质接枝,实现了Pd-Bi 空间相关性。纳米金属/氧化物界面与 Pd 之间的簇内电子转移显著削弱了乙烯吸附,且不会影响氢活化。因此,在温度低至 44 C 的加氢过程中,可以实现 91% 的乙烯选择性和 90% 的乙炔转化率。

背景介绍

金属/氧化物界面对多相催化具有重要的基础/实际意义,因为它提出了关于强金属-载体相互作用的基本问题,并在几个催化过程中发挥关键作用。从结构的角度来看,金属/氧化物界面由在化学成分、键合特性、晶格参数以及电气和机械性能方面不同的组分构成,其中粘附结构和化学性质是一个引人注目的研究课题。而从功能的角度来看,金属/氧化物界面处的化学键合和相关的电荷转移可以调节金属的形态、尺寸和电子结构,以优化反应中间体的键合强度从而获得更好的催化性能。在过去的几十年中,在金属/氧化物界面的结构解析和调控方面取得了相当大的进展,这些界面通常采用本体氧化物载体来促进金属的成核、吸附或沉积。此外,纳米金属/氧化物界面,由金属和氧化物簇之间的异质接枝形成,也有希望加强结构和电子效应,以实现更好的催化性能。然而,由于此类杂化簇的化学合成和结构解析面临巨大挑战,因此对纳米金属/氧化物界面的了解有限。

作为经常使用氧化物负载的金属催化剂的代表性反应,乙炔选择性加氢生成乙烯需要在高催化活性和选择性的两个要求之间进行权衡:氢的易活化与乙烯的弱结合。尽管 Pd 基催化剂取得了重大进展,但这两个参数的同时优化仍然具有挑战性,尤其是在 H 2 和 C 2 H 4 大量过量的前端过程中。为了达到这个目标,需要对 Pd 的几何和电子结构进行复杂的调控,这促使人们设计金属/氧化物界面。大多数 Pd/氧化物催化剂,主要为负载 Pd 纳米颗粒或孤立的 Pd 原子。不幸的是,Pd 纳米粒子在低温下可以有效地激活氢气,但它们与乙烯的强结合有利于乙烯连续氢化成乙烷。孤立的 Pd 位点催化剂,包括 Pd 单原子催化剂和 Pd 基金属化合物与乙烯具有弱 π 键,因此在乙炔加氢反应中具有良好的选择性,但它们伴随的氢活化减弱导致需要相对较高的反应温度(> 100 C)才能实现乙炔的高转化率,这可能会导致反应器床的安全问题。将氧化物载体的尺寸减小到纳米团簇尺度将显著改变它们的配位数 (CN)、表面终端和 d 带特征,因此可以通过与 Pd 的强化学和电子相互作用,实现Pd 的尺寸和电子结构调控。其中,由纳米金属/氧化物界面稳定的无配体 Pd 簇有望弥合 Pd 纳米粒子与单原子之间的尺寸和性能差距,并最大限度地发挥界面效应。

图文解析

图 1. Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 的微观结构。a 合成过程示意图。b-d Bi 2 O 3 /TiO 2 (b) 和 Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 (c, d) 的STEM 图像。从上到下和从左到右的插图分别是投影结构模型、模拟 ADF-STEM 图像、HRSTEM 图像中圆形区域的 FFT 图案以及模拟 ADF-STEM 图像的 FFT图案。 e Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 的元素mapping图像。

图 2. Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 的表征。a TiO 2 、Pd/TiO 2 、Bi 2 O 3 /TiO 2 和 Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 的 XRD 图; b Pd/TiO 2 、Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 和氧化Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 (Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 -ox) 的Pd K-edge EXAFS傅里叶变换光谱;c Bi L 3 -edge EXAFS的傅里叶变换光谱;d Bi 2 O 3 /TiO 2 、Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 和Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 -ox 的 Bi L 3 -edge XANES 光谱。Bi 和 Bi 2 O 3 粉末用作参考样品。 e Pd/TiO 2 、Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 和 Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 -ox 的 Pd K-edge XANES 光谱。钯箔用作参考样品。 f 不同样品的 CO 吸附 FT-IR 光谱。

图 3. Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 在乙炔加氢中的催化性能。a Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 、Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 和PdAg 3 /Al 2 O 3 样品的选择性与乙炔转化率的函数关系。 b 乙炔转化率为 95%时,在不同催化剂上 C 2 H 4 的选择性。 c 乙炔转化率为 90%时,反应温度 (T 90 ) 和C 2 H 4 选择性。 对于 Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 ,在室温下很容易发生氢解离。非选择性乙炔加氢的强放热效应,最终导致温度失控,达到 C。d 在 40 C 下,Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 上的 C 2 H 2 转化率, C 2 H 4 选择性随时间变化曲线。e Pd/TiO 2 、Bi 2 O 3 /TiO 2 和Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 的 H 2 -TPR 曲线。f在 Pd/TiO 2 和 Pd /Bi 2 O 3 /TiO 2 上,C 2 H 4 脉冲吸附的微量热研究。

图 4. DFT 计算揭示的反应机理。a 用于 DFT 计算的 Pd 簇结构(Pd:青色,Bi:紫色,O:红色)。b 在 Pd(111) 上,和在 Bi 2 O 3 (100) 上负载的 Pd 8 簇上乙炔加氢生成乙烷的能量分布。 c投射到 Pd(111) 和 Pd 8 簇结构Pd 原子的 d 电子上的态密度。 选择 Pd(111) 的表面 Pd 原子和 Pd 8 簇结构中最活跃的 Pd 原子(C 2 H 4 吸附最强烈)来绘制 DOS。 d 带中心 (ε d ) 的位置用红色方框突出显示。 d C 2 H 4 的 E ads 与 Pd 簇表面不同 Pd 原子的 ε d 的函数关系。 最稳定的吸附结构用实心正方形表示,而其他不太稳定的吸附结构用空心正方形表示。 Pd(111) 的表面 Pd 原子也显示为红色实心方块以供比较。蓝色拟合线表明更小的 ε d 对应于更大的 C 2 H 4 E ads 。

总结与展望

基于上述结果,作者证明了纳米金属/氧化物界面在乙炔选择性加氢中的重要催化作用。Pd-Bi 2 O 3 杂化簇具有小的 Pd-Pd 配位以及簇内电子转移,可以在不影响 H 2 活化活性的情况下实现弱 C 2 H 4 吸附。Pd-Bi 2 O 3 纳米团簇相对于 Pd 单原子和纳米粒子的优异低温催化性能可能为混合纳米团簇的基础研究开辟新的机会。此外,所展示的逐步光化学策略也为制备混合纳米团簇和纳米金属/氧化物界面提供了一条新途径。

指出了催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝系统的核心,催化剂的寿命直接关系着SCR脱硝系统的运行成本,分析了SCR反应过程催化剂失活的各项因素,并针对特定的失活原因,详细阐述了失活SCR催化剂再生技术的原理和特点,就现行应用于废弃含钒催化剂提取钒的工艺进行了探讨。1 引言燃煤电厂排放的氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一,也是形成光化学烟雾、酸雨污染及破坏臭氧层的主要物质。如何有效控制NOx排放已成为当前环境保护中令人关注的重要课题[1]。而在众多的脱硝技术中,选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)以其无副产物,装置简单并且脱除效率高(可达90%以上)、运行可靠、便于维护等优点,已成为现阶段世界上应用最为广泛的烟气脱硝技术。采用SCR技术的关键问题是选择优良的催化剂,它的性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。经过多年的工业实践和验证,目前广泛使用的是以锐钛矿型二氧化钛为载体负载钒氧化物作为活性物质,辅以氧化钨或氧化钼为助催化剂的金属氧化物催化剂。目前,用于燃煤电厂烟气脱硝的钒基催化剂的工作温度范围为310~430 ℃,相当于锅炉省煤器出口的烟气温度。因此SCR脱硝反应器直接安装在锅炉省煤器与空气预热器之间,即所谓的高位布置方式[2]。尽管这种布置方式下催化剂活性最大,有利于反应的进行,但该布置区间烟气中高浓度的粉尘会冲刷催化剂并使其中毒,同时烟气温度过高使得催化剂发生烧结、失活,使催化剂的寿命缩短。当催化剂的活性下降致使其性能劣化到一定程度时,就要更换催化剂,在运行费用中除了氨的消耗,催化剂的更换更是占据了大部分费用。对于可逆性中毒的催化剂和活性降低的催化剂可以通过再生重新利用,再生费用只有全部更换费用的20~30%,而活性可恢复到原来的90%~100%,甚至更高[3]。此外,不可再生的废弃SCR脱硝催化剂中含有钒等有价金属,直接丢弃会造成环境污染,其中钒是稀有金属,在自然界中分散而不集中,富集钒矿不多,提取和分离比较困难。近几年随着科技的发展,对钒需求量每年约增长5%,致使钒价不断上扬。因此,从废弃SCR脱硝催化剂中回收V2O5既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源。2 SCR催化剂的失活机理在SCR系统运行过程中,导致SCR催化剂活性降低乃至失活的原因主要有以下几种[4,5]。 高温引起的烧结、活性组分挥发温度对于SCR催化剂活性有较大的影响,对于V2O5-WO3/TiO2催化剂的热力型失活也有相关的研究,长时间暴露于450 ℃以上的高温环境中可引起催化剂活性位置(表面)烧结,直接导致催化剂颗粒增大,表面积减小,一部分活性组分的挥发损失,进而使催化剂活性降低。Reiche等人[6]研究了V2O5 /TiO2在不同温度下的活性变化,结果发现当温度高于500℃时催化剂将严重失活。Moradi等人[7]的研究结果表明,催化剂失活过程中,外部环境温度是一个重要的参数。当外界环境温度升高时,亚微观粒子在催化剂失活中的作用将被加强。 碱金属、碱土金属氧化物引起的催化剂中毒飞灰中的可溶性碱金属主要包括Na与K这两种物质,在水溶液离子状态下,它们能够渗透到催化剂深层直接与催化剂活性颗粒反应,使酸位中毒以降低其对NH3的吸附量和吸附活性,继而降低催化活性[8]。碱金属元素被认为是对催化剂毒性最大的一类元素,因此碱金属中毒本质成为探讨的焦点。Kamata等[9]通过脱硝活性实验证实,随着催化剂表面K2O含量的增加,NO转化率急剧下降,当K2O质量分数达到1%时,催化剂活性几乎完全丧失。他们还利用DRFIT等方法分析得到了催化剂钾中毒机理:K2O存在使得SCR催化剂活性位之一的Bronsted酸性活性位的数量大大减少,同时也削弱了Bronsted酸性位的酸性,但是随着SCR催化剂表面K2O含量的增加,另一种活性位Lewis酸性位的数量几乎不发生变化,这说明SCR催化剂钾中毒后,活性的下降是由Bronsted酸性位的变化引发的。另外,碱金属物质的增加,会使载体氧化物的pH值增大,在高温的烧结下,会使催化剂晶型改变而造成结构坍塌,堵塞内孔而导致活性降低。因此,若烟气中K2O、Na2O的含量增加,则催化剂的失活现象就更严重[10]。朱崇兵等[11,12]利用模拟中毒法使得V2O5-WO3/TiO2催化剂中毒,通过检测中毒后催化剂的脱硝活性,比较了相同摩尔比的碱金属氧化物中毒条件下催化剂的失活程度,得到如下结论:碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐(如KVO3、NaVO3),改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低。两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O>Na2O。 碱土金属元素(Ca、Mg)对于SCR催化剂的影响主要表现在氧化物在催化剂表面的沉积并进一步发生反应而造成孔结构堵塞。Benson等[13]对催化剂表面XRD的检测结果表明,催化剂表面沉积的碱土金属化合物主要为CaSO4,其余为Ca3Mg(SiO4)2和CaCO3,其中CaSO4和CaCO3是由CaO分别与SO3和CO2反应得到的。Nicosia等[14]通过NH3-TPD和DRFIT的测量证实,Ca也能够和K一样,影响Bronsted酸性位和V5+ O上NH3的吸附,而对于Lewis酸性位则几乎没有任何影响,但在同摩尔分数下Ca的影响比K小。 非金属氧化物引起的催化剂中毒砷(As)是大多数煤种中都存在的成分,SCR催化剂的砷中毒是由气态砷的化合物扩散进入催化剂表面及堆积在催化剂小孔中,然后在催化剂的活性位置与其他物质发生反应,引起催化剂活性降低。烟气中气态砷的主要形态为As2O3,在SCR催化剂所处的温度区间会部分生成As3O5或As4O6[5]。Hans等[16]通过ESEM照片显示,As2O3主要沉积并堵塞催化剂的中孔,即孔径在~μm之间的孔。磷与砷同属于VA族的元素,存在于烟气中磷化合物主要以P2O5的形式存在,P2O5不是机械地固定在催化剂的表面上的,而是也通催化剂的活性组分进行化学反应,从而导致SCR催化剂钝化。Kamata等[17]考察了不同P2O5负载量下催化剂脱硝活性的变化,并通过表征手段对SCR催化剂的磷中毒机理进行深入研究。结果表明,催化剂的活性随着P2O5负载量的增加而下降,但相比碱金属的影响则要小很多,磷致催化剂中毒机理被认为是P取代了V-OH和W-OH中的V和W,生成了P-OH基团,P-OH的酸性不如V-OH和W-OH,减少了Bronsted酸性位的数量,致使催化剂的脱硝活性下降。 烟气中其他成分导致的催化剂失活飞灰成分复杂,它的组成与性质因燃煤品种、燃烧温度及燃烧方式不同而变化,其中除了含有大量碱金属、碱土金属、P、As主要毒性氧化物外,还含有一定量的铁、铅、硅等游离氧化物,这些游离氧化物同样能够与活性位发生作用而使催化剂钝化。此外,烟气中的HCl气体对SCR催化剂也有一定的毒害作用,表现在一方面,在烟气温度低于340℃时,HCl会与NH3反应,生成NH4Cl黏附在催化剂表面,致使活性位与烟气接触的表面积下降;另一方面,催化剂表面上的氯离子会与V结合生成VCl2和VCl4,从而破坏了催化剂的活性位。 催化剂的堵塞与机械磨损造成催化剂堵塞的主要是飞灰的小颗粒及反应过程中形成的铵盐,它们沉积在催化剂表面的小孔中,阻碍NOx、NH3和O2达到催化剂活性位,引起催化剂钝化。另外,在催化剂的安装、更换过程中,不可避免地要冲击催化剂;并且由于SCR反应器中的催化剂垂直布置,烟气自反应器顶部垂直向下平行催化剂流动,在较大气速下,烟气中的大颗粒物质会对催化剂造成较大磨损。3 SCR催化剂循环再利用技术 SCR催化剂的再生技术对采用SCR技术的燃煤电站而言,催化剂中毒失活不仅会增加SCR系统的运行成本,同时也会带来不可忽视的环境问题。考虑到催化剂的运行成本和催化剂处置的难度,催化剂再生是处理催化剂的首选方法[18]。 水洗再生 通过压缩空气冲刷去除催化剂表明的浮尘,然后用去离子水冲洗以清洗和溶解与催化剂表明结合的尘土及盐分子,再用空气干燥。此方法简单有效,可以冲洗溶解性物质以及冲刷掉催化剂表面部分颗粒物,可以比较明显提高催化剂的脱硝效率,用此方法处理的催化剂活性能从50%恢复到83%左右[19]。水洗再生对碱金属中毒的催化剂基本是有效的,但仍然有报道一些商业SCR催化剂碱金属中毒后采用水浸泡后溶液中检测不到碱金属[20]。 酸、碱液处理再生酸液处理催化剂再生报道常用于催化剂金属氧化物中毒后的再生。一般是将中毒后的催化剂在一定浓度的酸溶液中浸泡若干时间,再用清水洗涤至pH值接近7,将处理好的催化剂在低于100℃的温度下干燥[21]。有研究者[20,22]通过实验证明:硫酸处理再生比单纯的水洗再生更有效,酸洗再生后K2O得以完全清除。同时在催化剂表面引入了SO2-4,使其再生后催化剂的脱硝活性在350~500℃内高于中毒前。Foerster研究了Fe2O3对V2O5-WO3/TiO2催化剂的毒化作用,并考察了酸洗处理对催化剂的再生效果。研究发现,由于Fe2O3对SO2具有催化氧化作用,Fe2O3的添加导致催化剂SO2的氧化率不断提高,而脱硝活性下降。使用含有一定量抗氧化剂和表面活性剂的酸液处理后,Fe2O3得以完全清除,脱硝活性可恢复到原来的95%~100%,SO2氧化率得到很好抑制[23]。酸碱组合式处理催化剂再生,用于催化剂非金属氧化物(As2O3、P2O5)中毒后的再生。其过程与酸洗再生过程类似,先将中毒的催化剂置于一定浓度的碱溶液中浸泡若干时间,随后过剩的的碱用无机或有机酸进行中和处理,将处理好的催化剂干燥后用活性元素的水溶性化合物进行浸渍。研究表明[24,25],利用酸碱组合式处理方法对As2O3、P2O5中毒SCR催化剂进行再生,能有效去除毒性物质,再生后的催化剂在SCR反应中表现出很高的脱硝活性。 SO2酸化热再生金属氧化物中毒的SCR催化剂也可用SO2酸化热再生。将已经钝化的催化剂在去离子水中清洗,在100℃条件下烘干1h,然后置于SO2气体中于350~420℃温度条件下煅烧,实现催化剂活性恢复。离子水的预先处理对于催化剂的再生作用明显。SO2酸化热再生与酸液再生的原理相同,都在于提高催化剂表面的酸位点。Zheng等[26]采用SO2酸化热再生方法对钾中毒SCR催化剂进行处理。活性测试实验结果表明,催化剂在250~450℃时的脱硝效率已达到中毒前的50%~72%。 热(还原)再生 在惰性保护气体氛围下,以一定速率升高催化剂温度,保持一段时间,然后降温,整个过程惰性气体可以防止氧化等反应发生。热再生主要可以分解积累在催化剂表面吸附的铵盐,可将催化剂表面吸附的铵盐分解形成SO2。热还原再生过程与热再生过程类似,在惰性气体中混合一定比例的还原性气体,在高温环境中利用还原性气体与催化剂表面与金属结合的硫酸盐发生反应,实现催化剂的脱硫再生过程。文献[27]报道对V2O5/AC催化剂,以Ar气为载气热再生和以5%NH3-95%Ar热还原再生过程进行比较,发现热还原再生过程效果优于热再生过程。 废钒催化剂提取钒工艺当SCR催化剂化学性能下降,可通过上述再生方法使其恢复,但如果原有物理结构发生不利变化,则很难再生处理。出于对环境效益和社会效益的考虑,需对废弃SCR催化剂进行处理。钒催化剂经使用后,其中的钒主要以V2O5和VOSO4形式存在,后者所占比例有时可达40%~60%。这主要取决于催化剂在转化器中所处位置和使用时间的长短,废钒催化剂中的VOSO4可溶于水,而V2O5难溶于水,但却易于强酸或强碱。从废钒催化剂中提取V2O5有多种方法,虽然其工艺流程和操作条件不尽相同,但关键的步骤是钒的浸出和从浸出液中沉淀出V2O5来,具有代表性的有以下几种。(1)还原浸出-氧化沉钒法。该法将废钒催化剂加水加热煮沸,并加入二氧化硫或亚硫酸钠还原,使V2O5还原成四价钒呈硫酸钒酰形态进入溶液,然后加入氧化剂氯酸钾氧化沉钒。(2)酸性浸出-氧化沉钒法。用盐酸或硫酸溶液升温浸出,同时加入氧化剂氯酸钾氧化四价钒为五价钒,V2O5的浸出率可达95%~98%,再用碱溶液调节pH值,煮沸溶液得到V2O5沉淀。(3)碱性浸出-沉钒法。由于V2O5为二性氧化物,可采用酸液浸取也可采取碱液加以浸取回收。用NaOH或碳酸钠溶液在90℃下浸出,溶液过滤后调整pH值~,煮沸得到V2O5沉淀。碱浸法V2O5的回收率与酸法相当,但通常碱法回收的V2O5纯度不如酸法。(4)高温活化法。将废钒催化剂直接进行高温活化,焙烧时不加任何添加剂,然后用碳酸氢钠浸出,同时加入少量氯酸钾氧化溶液中四价钒为五价钒,过滤、浓缩浸出液,再加入氯化铵使钒以偏钒酸铵形式沉淀,干燥、煅烧得到五氧化二钒产品[28]。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

食品脱氧剂的主要成分研究的论文

脱氧保鲜剂又叫除氧保鲜剂,是一种利用的是铁和氧的化学反应,以水和盐作为触媒,在促进本身反应的同时,因利用的是活性化铁粉(还原铁粉),所以能强效地吸收食品包装袋中的氧气。脱氧剂无毒无味,脱氧彻底,绝氧所需的时间短,使各类食品不易发霉、并同时保持食品的原有风味,新鲜度及营养成分不变。对贵重金属、仪器、仪表长期封存防锈防霉也有良好作用。脱氧保鲜剂是由纳米硅基氧化物(NM.SiO↓〔2-x〕)、活性铁粉、十水碳酸钠、活性炭和食盐混合而成。

食品脱氧剂的主要成分有铁、氧化钙、氢氧化钠等,食品中的脱氧剂一般是铁。脱氧剂是可吸收氧气、减缓食品氧化作用的添加剂。脱氧剂可有效地抑制霉菌和好氧性细菌的生长,延长食品货架期,在防止油脂酸败、防止肉类的氧化褐变以及防止食品中维生素的损失等方面也可起到很好的作用。 脱氧剂又名去氧剂、吸氧剂,是可吸收氧气、减缓食品氧化作用的添加剂,是食品保藏中正在采用的新产品。它是一组易与游离氧或溶解氧起反应的化学混合物,把它装在有一定透气度和强度的密封纸袋中,如同干燥剂袋那样,在食品袋中和食品一起密封包装,能除去袋中残留在空气中的氧,防止食品因氧化变色、变质和油脂酸败,也对霉菌、好氧细菌和粮食害虫的生长有抑制作用。 脱氧剂不但用来保持食品品质,而且也用于谷物、饲料、药品、衣料、皮毛、精密仪器等类物品的保存、防锈等。

提出问题】食品包装袋内的“脱氧剂保鲜”的成分是什么?有何作用?【猜想假设】可能是一种在常温下能与氧气反应的物质,防止食品被氧化变质。【查找资料】1.脱氧保鲜剂也称游离氧吸收剂、游离氧去除剂或脱氧剂等,它是—种能够吸收氧的物质。在食品密封包装时,同时放入能除去包装内的氧化物质,除去包装容器中游离氧和溶存氧,防止食品由于氧化而发霉、变质等。脱氧剂中最常用的有铁系列脱氧剂和亚硫酸盐脱氧剂。铁系脱氧剂配方3例(据日本专利文献)。⑴ 15 g铸铁粉+3 g NaCl+4g硅藻土+2 g活性炭+水。⑵ Fe粉、NaCl、活性炭、石灰乳以100∶∶∶比例混合。⑶ 4 g Fe粉+2 g水g+2 g活性炭+1 g NaCl混合。(以上内容摘自山东省教师教育网:)2.脱氧保鲜剂是一种利用的是铁和氧的化学反应,以水和盐作为触媒,在促进本身反应的同时,因利用的是活性化铁粉(还原铁粉),所以能强效地吸收食品包装袋中的氧气。化学反应式:4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)33.硅藻土由无定形的SiO2组成,并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质。硅藻土有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强的特性,是热、电、声的不良导体。熔点1650~1750℃,化学稳定性好,不溶于除氢氟酸以外的任何强酸,但能溶于强碱溶液中。【实验方案】选择某品牌的杏仁包装袋中的一包脱氧保鲜剂作为样品进行实验。1.观察脱氧保鲜剂的颜色和状态,将脱氧保鲜剂平均分成四份进行实验。2.取第一份脱氧保鲜剂溶于水,取上层清液观察颜色,测定其pH,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,观察其是否产生沉淀。(若能确定含有氯离子,补充焰色反应确定钠离子。)3.取第二份脱氧保鲜剂,加入过量的盐酸,观察其是否产生气泡,是否能够完全溶于盐酸,观察反应后溶液的颜色。静置后,取上层清液滴加氯水和硫氰化钾溶液,观察颜色。4.取第三份脱氧保鲜剂,加入足量的氢氧化钠溶液,观察其是否溶解,再取上层清液加入足量的盐酸,观察是否有白色沉淀。5.取第四份脱氧保鲜剂,在大试管中加热,并用带导管的单孔塞通到澄清石灰水中,观察现象。【实验探究】实验步骤实验现象实验结论1.取一包脱氧保鲜剂,打开后观察它们的颜色和状态。并将其分为四份。粉末为混合物,其中有无色透明的颗粒,棕色粉末和黑色粉末。无色颗粒可能包括氯化钠和硅藻土,棕色粉末可能是铁粉吸收氧气和水后生成的氢氧化铁,黑色粉末可能包含铁粉和木炭粉。2.取其中第一份脱氧剂于试管中,分别加入2 mL蒸馏水,充分振荡,静置,用pH试纸测定上层清夜的pH值。在上层清液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸。溶液的pH是7,清液中滴加硝酸银溶液产生白色沉淀,滴加稀硝酸后沉淀不溶解。其中不含酸性或碱性物质。溶液中存在氯离子。(为了确定存在氯化钠,补充焰色反应)焰色反应为黄色,说明存在氯化钠。3.取其中第二份脱氧剂于试管中,加入足量的稀盐酸。观察现象。静置后,取反应后的清液滴加氯水和硫氰化钾溶液,观察溶液的颜色。产生许多细小的气泡,持续时间很长。静置后,仍有不溶物,溶液颜色为浅绿色。溶液变为红色。含有铁粉,和不溶于水也不溶于酸的物质。4.取第三份脱氧保鲜剂,加入过量的氢氧化钠溶液,观察其是否溶解。再取上层清液,加入足量稀盐酸,观察现象。仍有不溶于氢氧化钠溶液的固体,溶液为无色。滴加盐酸后无明显现象。脱氧保鲜剂中不含硅藻土。5.取第四份脱氧保鲜剂,在大试管中加热,并用带导管的单孔塞通到澄清石灰水中,观察现象。澄清石灰水变浑浊。不溶物为木炭粉,在空气中加热生成了二氧化碳。【解释与结论】通过探究实验,可以得出结论,该脱氧保鲜剂的主要成分为铁粉、氯化钠和木炭粉。【反思与评价】在这个探究实验中,我们使用了科学的研究方法,从提出问题、猜想假设到上网查找资料、设计探究过程,都经过了同学们的反复推敲和验证。在探究实验过程中,并没有使用什么高科技手段,都选择了中学阶段常用的物质的鉴别方案,既符合我们的教学实际,又提高了实际操作能力,符合新课程理念中“让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在‘做科学’的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。”的理念。

脱氧剂的主要成分是氧化铁、三氧化二铁。脱氧剂又叫吸氧剂,是可吸收氧气、减缓食品氧化作用的添加剂,一般应用于米面等粮食,以及油炸食品、月饼、蛋糕、坚果、奶酪等高脂肪食品包装中。干燥剂有化学干燥剂如氧化钙、氯化钙等,物理干燥剂如硅胶、蒙脱石等,一般用于爆米花、海苔等,可以避免食品受潮导致酥脆度受到影响。脱氧剂的主要成分是氧化铁、三氧化二铁,少量误食不会对身体健康造成特别严重的危害。如果是氧化钙或者氯化钙类的干燥剂,对消化道具有灼烧和腐蚀作用,误食后应立即前往医院救治。另外,如果不小心把干燥剂和食物一起放微波炉加热了,只要没有食用也不要紧。但是,如果干燥剂和食物一起掉到水里或者煮食,最好不要再吃这些食物,以防止干燥剂腐蚀消化道黏膜。

脱硝催化剂近几年研究进展论文

如下:

【摘要】:综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展,重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用,其中,负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。

【关键词】:环己烷氧化,环己酮,催化剂的认识。

环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂,广泛应用于医药、油漆、涂料、橡胶、农药行业、印刷和塑料回收方面。目前,工业上制取环己醇和环己酮的方法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷液相氧化法,环己烷氧化法的应用最为普遍,占90%以上。

由于环己醇和环己酮比环己烷更易于被氧化,为获得适宜的环已醇和环已酮的选择性,工业上环己烷氧化转化率通常控制在,氧化选择性为90%左右。

但环己烷的大量循环造成能耗上的巨大浪费。目前,环己烷氧化工艺研究的热点主要集中在对传统工艺的改造优化、氧化剂的选择及高效催化剂的开发。开发高性能和环境友好的催化剂成为研究热点,近年来开发的一些氧化催化剂在改善环己烷转化率和产物选择性方面表现出较好的性能。

本文主要综述分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展。

泛指应用在电厂SCR(selectivecatalyticreduction)脱硝系统上的催化剂(Catalyst),在SCR反应中,促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在一定温度下发生化学反应的物质。目前最常用的催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列(TiO2作为主要载体、V2O5为主要活性成分)。目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2为基材,以V2O5为主要活性成份,以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。催化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材,将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上,经过压制、锻烧后,将催化剂板组装成催化剂模块。蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过一种陶瓷挤出设备,制成截面为150mmX150mm,长度不等的催化剂元件,然后组装成为截面约为2m´1m的标准模块。波纹板式催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的TiO2为基材,将WO3、V2O5等活性成份浸渍到催化剂的表面,以达到提高催化剂活性、降低SO2氧化率的目的。

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指出了催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝系统的核心,催化剂的寿命直接关系着SCR脱硝系统的运行成本,分析了SCR反应过程催化剂失活的各项因素,并针对特定的失活原因,详细阐述了失活SCR催化剂再生技术的原理和特点,就现行应用于废弃含钒催化剂提取钒的工艺进行了探讨。1 引言燃煤电厂排放的氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一,也是形成光化学烟雾、酸雨污染及破坏臭氧层的主要物质。如何有效控制NOx排放已成为当前环境保护中令人关注的重要课题[1]。而在众多的脱硝技术中,选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)以其无副产物,装置简单并且脱除效率高(可达90%以上)、运行可靠、便于维护等优点,已成为现阶段世界上应用最为广泛的烟气脱硝技术。采用SCR技术的关键问题是选择优良的催化剂,它的性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。经过多年的工业实践和验证,目前广泛使用的是以锐钛矿型二氧化钛为载体负载钒氧化物作为活性物质,辅以氧化钨或氧化钼为助催化剂的金属氧化物催化剂。目前,用于燃煤电厂烟气脱硝的钒基催化剂的工作温度范围为310~430 ℃,相当于锅炉省煤器出口的烟气温度。因此SCR脱硝反应器直接安装在锅炉省煤器与空气预热器之间,即所谓的高位布置方式[2]。尽管这种布置方式下催化剂活性最大,有利于反应的进行,但该布置区间烟气中高浓度的粉尘会冲刷催化剂并使其中毒,同时烟气温度过高使得催化剂发生烧结、失活,使催化剂的寿命缩短。当催化剂的活性下降致使其性能劣化到一定程度时,就要更换催化剂,在运行费用中除了氨的消耗,催化剂的更换更是占据了大部分费用。对于可逆性中毒的催化剂和活性降低的催化剂可以通过再生重新利用,再生费用只有全部更换费用的20~30%,而活性可恢复到原来的90%~100%,甚至更高[3]。此外,不可再生的废弃SCR脱硝催化剂中含有钒等有价金属,直接丢弃会造成环境污染,其中钒是稀有金属,在自然界中分散而不集中,富集钒矿不多,提取和分离比较困难。近几年随着科技的发展,对钒需求量每年约增长5%,致使钒价不断上扬。因此,从废弃SCR脱硝催化剂中回收V2O5既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源。2 SCR催化剂的失活机理在SCR系统运行过程中,导致SCR催化剂活性降低乃至失活的原因主要有以下几种[4,5]。 高温引起的烧结、活性组分挥发温度对于SCR催化剂活性有较大的影响,对于V2O5-WO3/TiO2催化剂的热力型失活也有相关的研究,长时间暴露于450 ℃以上的高温环境中可引起催化剂活性位置(表面)烧结,直接导致催化剂颗粒增大,表面积减小,一部分活性组分的挥发损失,进而使催化剂活性降低。Reiche等人[6]研究了V2O5 /TiO2在不同温度下的活性变化,结果发现当温度高于500℃时催化剂将严重失活。Moradi等人[7]的研究结果表明,催化剂失活过程中,外部环境温度是一个重要的参数。当外界环境温度升高时,亚微观粒子在催化剂失活中的作用将被加强。 碱金属、碱土金属氧化物引起的催化剂中毒飞灰中的可溶性碱金属主要包括Na与K这两种物质,在水溶液离子状态下,它们能够渗透到催化剂深层直接与催化剂活性颗粒反应,使酸位中毒以降低其对NH3的吸附量和吸附活性,继而降低催化活性[8]。碱金属元素被认为是对催化剂毒性最大的一类元素,因此碱金属中毒本质成为探讨的焦点。Kamata等[9]通过脱硝活性实验证实,随着催化剂表面K2O含量的增加,NO转化率急剧下降,当K2O质量分数达到1%时,催化剂活性几乎完全丧失。他们还利用DRFIT等方法分析得到了催化剂钾中毒机理:K2O存在使得SCR催化剂活性位之一的Bronsted酸性活性位的数量大大减少,同时也削弱了Bronsted酸性位的酸性,但是随着SCR催化剂表面K2O含量的增加,另一种活性位Lewis酸性位的数量几乎不发生变化,这说明SCR催化剂钾中毒后,活性的下降是由Bronsted酸性位的变化引发的。另外,碱金属物质的增加,会使载体氧化物的pH值增大,在高温的烧结下,会使催化剂晶型改变而造成结构坍塌,堵塞内孔而导致活性降低。因此,若烟气中K2O、Na2O的含量增加,则催化剂的失活现象就更严重[10]。朱崇兵等[11,12]利用模拟中毒法使得V2O5-WO3/TiO2催化剂中毒,通过检测中毒后催化剂的脱硝活性,比较了相同摩尔比的碱金属氧化物中毒条件下催化剂的失活程度,得到如下结论:碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐(如KVO3、NaVO3),改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低。两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O>Na2O。 碱土金属元素(Ca、Mg)对于SCR催化剂的影响主要表现在氧化物在催化剂表面的沉积并进一步发生反应而造成孔结构堵塞。Benson等[13]对催化剂表面XRD的检测结果表明,催化剂表面沉积的碱土金属化合物主要为CaSO4,其余为Ca3Mg(SiO4)2和CaCO3,其中CaSO4和CaCO3是由CaO分别与SO3和CO2反应得到的。Nicosia等[14]通过NH3-TPD和DRFIT的测量证实,Ca也能够和K一样,影响Bronsted酸性位和V5+ O上NH3的吸附,而对于Lewis酸性位则几乎没有任何影响,但在同摩尔分数下Ca的影响比K小。 非金属氧化物引起的催化剂中毒砷(As)是大多数煤种中都存在的成分,SCR催化剂的砷中毒是由气态砷的化合物扩散进入催化剂表面及堆积在催化剂小孔中,然后在催化剂的活性位置与其他物质发生反应,引起催化剂活性降低。烟气中气态砷的主要形态为As2O3,在SCR催化剂所处的温度区间会部分生成As3O5或As4O6[5]。Hans等[16]通过ESEM照片显示,As2O3主要沉积并堵塞催化剂的中孔,即孔径在~μm之间的孔。磷与砷同属于VA族的元素,存在于烟气中磷化合物主要以P2O5的形式存在,P2O5不是机械地固定在催化剂的表面上的,而是也通催化剂的活性组分进行化学反应,从而导致SCR催化剂钝化。Kamata等[17]考察了不同P2O5负载量下催化剂脱硝活性的变化,并通过表征手段对SCR催化剂的磷中毒机理进行深入研究。结果表明,催化剂的活性随着P2O5负载量的增加而下降,但相比碱金属的影响则要小很多,磷致催化剂中毒机理被认为是P取代了V-OH和W-OH中的V和W,生成了P-OH基团,P-OH的酸性不如V-OH和W-OH,减少了Bronsted酸性位的数量,致使催化剂的脱硝活性下降。 烟气中其他成分导致的催化剂失活飞灰成分复杂,它的组成与性质因燃煤品种、燃烧温度及燃烧方式不同而变化,其中除了含有大量碱金属、碱土金属、P、As主要毒性氧化物外,还含有一定量的铁、铅、硅等游离氧化物,这些游离氧化物同样能够与活性位发生作用而使催化剂钝化。此外,烟气中的HCl气体对SCR催化剂也有一定的毒害作用,表现在一方面,在烟气温度低于340℃时,HCl会与NH3反应,生成NH4Cl黏附在催化剂表面,致使活性位与烟气接触的表面积下降;另一方面,催化剂表面上的氯离子会与V结合生成VCl2和VCl4,从而破坏了催化剂的活性位。 催化剂的堵塞与机械磨损造成催化剂堵塞的主要是飞灰的小颗粒及反应过程中形成的铵盐,它们沉积在催化剂表面的小孔中,阻碍NOx、NH3和O2达到催化剂活性位,引起催化剂钝化。另外,在催化剂的安装、更换过程中,不可避免地要冲击催化剂;并且由于SCR反应器中的催化剂垂直布置,烟气自反应器顶部垂直向下平行催化剂流动,在较大气速下,烟气中的大颗粒物质会对催化剂造成较大磨损。3 SCR催化剂循环再利用技术 SCR催化剂的再生技术对采用SCR技术的燃煤电站而言,催化剂中毒失活不仅会增加SCR系统的运行成本,同时也会带来不可忽视的环境问题。考虑到催化剂的运行成本和催化剂处置的难度,催化剂再生是处理催化剂的首选方法[18]。 水洗再生 通过压缩空气冲刷去除催化剂表明的浮尘,然后用去离子水冲洗以清洗和溶解与催化剂表明结合的尘土及盐分子,再用空气干燥。此方法简单有效,可以冲洗溶解性物质以及冲刷掉催化剂表面部分颗粒物,可以比较明显提高催化剂的脱硝效率,用此方法处理的催化剂活性能从50%恢复到83%左右[19]。水洗再生对碱金属中毒的催化剂基本是有效的,但仍然有报道一些商业SCR催化剂碱金属中毒后采用水浸泡后溶液中检测不到碱金属[20]。 酸、碱液处理再生酸液处理催化剂再生报道常用于催化剂金属氧化物中毒后的再生。一般是将中毒后的催化剂在一定浓度的酸溶液中浸泡若干时间,再用清水洗涤至pH值接近7,将处理好的催化剂在低于100℃的温度下干燥[21]。有研究者[20,22]通过实验证明:硫酸处理再生比单纯的水洗再生更有效,酸洗再生后K2O得以完全清除。同时在催化剂表面引入了SO2-4,使其再生后催化剂的脱硝活性在350~500℃内高于中毒前。Foerster研究了Fe2O3对V2O5-WO3/TiO2催化剂的毒化作用,并考察了酸洗处理对催化剂的再生效果。研究发现,由于Fe2O3对SO2具有催化氧化作用,Fe2O3的添加导致催化剂SO2的氧化率不断提高,而脱硝活性下降。使用含有一定量抗氧化剂和表面活性剂的酸液处理后,Fe2O3得以完全清除,脱硝活性可恢复到原来的95%~100%,SO2氧化率得到很好抑制[23]。酸碱组合式处理催化剂再生,用于催化剂非金属氧化物(As2O3、P2O5)中毒后的再生。其过程与酸洗再生过程类似,先将中毒的催化剂置于一定浓度的碱溶液中浸泡若干时间,随后过剩的的碱用无机或有机酸进行中和处理,将处理好的催化剂干燥后用活性元素的水溶性化合物进行浸渍。研究表明[24,25],利用酸碱组合式处理方法对As2O3、P2O5中毒SCR催化剂进行再生,能有效去除毒性物质,再生后的催化剂在SCR反应中表现出很高的脱硝活性。 SO2酸化热再生金属氧化物中毒的SCR催化剂也可用SO2酸化热再生。将已经钝化的催化剂在去离子水中清洗,在100℃条件下烘干1h,然后置于SO2气体中于350~420℃温度条件下煅烧,实现催化剂活性恢复。离子水的预先处理对于催化剂的再生作用明显。SO2酸化热再生与酸液再生的原理相同,都在于提高催化剂表面的酸位点。Zheng等[26]采用SO2酸化热再生方法对钾中毒SCR催化剂进行处理。活性测试实验结果表明,催化剂在250~450℃时的脱硝效率已达到中毒前的50%~72%。 热(还原)再生 在惰性保护气体氛围下,以一定速率升高催化剂温度,保持一段时间,然后降温,整个过程惰性气体可以防止氧化等反应发生。热再生主要可以分解积累在催化剂表面吸附的铵盐,可将催化剂表面吸附的铵盐分解形成SO2。热还原再生过程与热再生过程类似,在惰性气体中混合一定比例的还原性气体,在高温环境中利用还原性气体与催化剂表面与金属结合的硫酸盐发生反应,实现催化剂的脱硫再生过程。文献[27]报道对V2O5/AC催化剂,以Ar气为载气热再生和以5%NH3-95%Ar热还原再生过程进行比较,发现热还原再生过程效果优于热再生过程。 废钒催化剂提取钒工艺当SCR催化剂化学性能下降,可通过上述再生方法使其恢复,但如果原有物理结构发生不利变化,则很难再生处理。出于对环境效益和社会效益的考虑,需对废弃SCR催化剂进行处理。钒催化剂经使用后,其中的钒主要以V2O5和VOSO4形式存在,后者所占比例有时可达40%~60%。这主要取决于催化剂在转化器中所处位置和使用时间的长短,废钒催化剂中的VOSO4可溶于水,而V2O5难溶于水,但却易于强酸或强碱。从废钒催化剂中提取V2O5有多种方法,虽然其工艺流程和操作条件不尽相同,但关键的步骤是钒的浸出和从浸出液中沉淀出V2O5来,具有代表性的有以下几种。(1)还原浸出-氧化沉钒法。该法将废钒催化剂加水加热煮沸,并加入二氧化硫或亚硫酸钠还原,使V2O5还原成四价钒呈硫酸钒酰形态进入溶液,然后加入氧化剂氯酸钾氧化沉钒。(2)酸性浸出-氧化沉钒法。用盐酸或硫酸溶液升温浸出,同时加入氧化剂氯酸钾氧化四价钒为五价钒,V2O5的浸出率可达95%~98%,再用碱溶液调节pH值,煮沸溶液得到V2O5沉淀。(3)碱性浸出-沉钒法。由于V2O5为二性氧化物,可采用酸液浸取也可采取碱液加以浸取回收。用NaOH或碳酸钠溶液在90℃下浸出,溶液过滤后调整pH值~,煮沸得到V2O5沉淀。碱浸法V2O5的回收率与酸法相当,但通常碱法回收的V2O5纯度不如酸法。(4)高温活化法。将废钒催化剂直接进行高温活化,焙烧时不加任何添加剂,然后用碳酸氢钠浸出,同时加入少量氯酸钾氧化溶液中四价钒为五价钒,过滤、浓缩浸出液,再加入氯化铵使钒以偏钒酸铵形式沉淀,干燥、煅烧得到五氧化二钒产品[28]。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

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