内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古自治区高效洁净燃烧重点实验室
- 作品数：16 被引量：18H指数：3
- 发文基金：内蒙古自治区自然科学基金国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程动力工程及工程热物理理学环境科学与工程更多>>
- Ce联合Nb/Co改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR性能及脱硝机理研究
- 2023年
- 白云鄂博稀土尾矿含有Fe、Ce等利于催化脱硝的活性元素,作为天然矿物对环境友好且成本低,是作脱硝催化剂的天然原料,但稀土尾矿催化剂温度窗口较窄(350~450℃)。为拓宽稀土尾矿催化剂的温度窗口,用Ce、Nb、Co改性稀土尾矿,采用水热法制备了一系列Ce-M(Nb,Co)改性稀土尾矿催化剂,探究元素比例及元素种类对脱硝性能的影响。通过BET、XRD、XPS、H_(2)-TPR和NH_(3)-TPD对改性稀土尾矿进行表征分析,并利用原位红外技术对Ce-Co改性稀土尾矿的NH_(3)-SCR机理进行了探究。结果显示,Ce-Nb(2:1)改性稀土尾矿在300~400℃脱硝效率最高为85%,Ce-Co(2:1)改性稀土尾矿在250~400℃脱硝效率能够达到90%。Nb和Co的加入提高了催化剂表面CeCO_(3)F的分散度,暴露更多活性吸附位点。同时,元素之间的相互作用促进了电子的转移,Nb^(5+)的形成阻碍了Ce^(4+)的还原,调节了氧化还原性能,使得Ce-Nb改性稀土尾矿具有优异的N_(2)选择性。而Co的加入提高了催化剂氧化还原能力,使得Co^(3+)增加,进而提高BrΦnsted酸性位的吸附强度,NH^(4+)及Co^(3+)-NH_(2)能够首先与NO反应,形成NH_(3)HNO及NH_(2)NO等中间产物,催化剂表面NH_(3)-SCR同时遵循E-R机理和L-H机理,E-R机理占主导。
- 侯丽敏王甜甜许杰高红敏武文斐
- 关键词：过渡金属脱硝机理
- 稀土尾矿基蜂窝状脱硝催化剂的成型及性能检测
- 2022年
- 以白云鄂博稀土尾矿粉末为研究原料,通过Solidworks绘制,CoLiDO桌面3D打印机打印出成型模具,采用模具压制法将组成物料成型为蜂窝状脱硝催化剂。考察了不同粘结剂和不同物料配比对稀土尾矿基蜂窝状脱硝催化剂影响,并对成型催化剂进行维氏硬度仪、万能试验机测试和BET,SEM-EDS,XRD及TG等表征分析。研究结果表明:磷酸二氢铝溶液为最佳的粘结剂且最佳的物料配比为:稀土尾矿基粉末:拟薄水铝石粉末∶黏土=2∶4∶3;成型的蜂窝状脱硝催化剂在反应温度800℃时脱硝催化活性高达88.60%,与传统粘结剂硅酸钠溶液相比,选用磷酸二氢铝溶液结合拟薄水铝石粉末所成型的蜂窝状脱硝催化剂在最佳工况下脱硝活性提升30%以上,且具有抗硫性与脱硝稳定性;在可以保证机械性能良好的情况下,原本比表面小、表面光滑的稀土尾矿经成型后转化为无规则、多孔状蜂窝体(成型样比表面积最大为10.28m^(2)·g^(-1)),因两种铝源在500℃焙烧熔化为γ-Al_(2)O_(3),导致稀土尾矿在γ-Al_(2)O_(3)下活位点暴露,放大其脱硝性能;成型样在经焙烧后会产生有助于脱硝反应进行的CeO_(2)和Fe_(2)O_(3),且在500℃焙烧分解产生气体(CO_(2)),逸出气体对胚体造成内应力,产生的气孔使蜂窝状柱体的孔隙率增大。
- 张建李海广侯丽敏崔梦壳白心蕊付金艳武文斐
- 关键词：粘结剂催化剂活性
- 不同载体对稀土尾矿基蜂窝状催化剂性能的影响被引量：2
- 2022年
- 以稀土尾矿为研究对象,采用模具成型法制备蜂窝状脱硝催化剂,考察了TiO_(2)和拟薄水铝石载体对稀土尾矿催化剂成型及催化剂脱硝性能的影响,并对成型催化剂进行SEM,XRD,BET,NH_(3)-TPD,H_(2)-TPR和原位红外等表征分析。研究结果表明:载体的种类对成型蜂窝状催化剂的活性有影响,添加拟薄水铝石载体可以提高催化剂的催化脱硝活性,脱硝效率提高了56.4%。同时拟薄水铝石分布在尾矿表面能起到吸附NH3的作用,丰富的表面孔隙结构便于NH_(3)气扩散到活性物质表面进行反应。拟薄水铝石载体在稀土尾矿表面的分散度高于TiO_(2)载体在尾矿表面的分散度,以拟薄水铝石为载体的成型蜂窝状催化剂的比表面积较以TiO_(2)为载体的催化剂更大,表面酸性位更多,氧化还原能力更强,从而具有最佳的脱硝活性。以拟薄水铝石为载体的蜂窝状成型催化剂表面存在NO的吸附物种与NH_(3)的吸附物种,在催化剂的表面存LH机制。
- 崔梦壳李海广侯丽敏胡志斐武文斐
- 关键词：蜂窝状催化剂
- 稀土尾矿中氟碳铈矿分解反应动力学研究被引量：2
- 2022年
- 分解反应动力学可以深入分析氟碳铈矿分解反应过程,基于程序升温热重和质谱数据,采用Li Chung-Hsiung方法和Malek方法确定了氟碳铈矿分解反应过程的最概然机理函数、活化能和指前因子。热重实验结果表明,氟碳铈矿在空气和N_(2)气氛围下400~600℃温度范围内分解,空气氛围更有利于氟碳铈矿分解反应的进行,分解过程可用A模型很好地描述,即氟碳铈矿分解反应的速率控制步骤包含产物成核、核增长和核吸收长大。空气氛围下,氟碳铈矿分解反应过程活化能和指前因子分别为17.657~24.885 kJ·mol^(-1)和6.223~29.653 min^(-1);N_(2)气氛围下,氟碳铈矿分解反应过程活化能和指前因子分别为25.532~30.236 kJ·mol^(-1)和36.882~64.250 min_(-1),基于最概然机理函数、活化能和指前因子,建立了N_(2)气和空气氛围下的稀土尾矿中氟碳铈矿的分解反应动力学模型。
- 侯丽敏乔超越王甜甜许杰陈翰付善聪武文斐
- 关键词：动力学氟碳铈矿TG
- AHU送风方式对数据中心机房温度影响的CFD模拟
- 2024年
- 以内蒙古乌兰察布市某机房为研究对象,使用 CFD 模拟软件 6sigamaroom 软件模拟了热通道封闭前后AHU 送风气流组织形式,通过温度场、速度场及流线分析对比得出,热通道封闭可有效改善机房热环境,消除局部热点,并提高了 AHU 机组的制冷效率。
- 李斌斌武文婓
- 关键词：数据机房
- 机械力-微波活化对稀土尾矿NH3-SCR脱硝性能的影响被引量：8
- 2021年
- 因为稀土尾矿中矿物复杂的连生关系,使其部分矿物在脱硝反应过程中并不能充分暴露发挥作用。本文采用机械力微波活化稀土尾矿,利用正交试验方法研究机械力微波活化参数对稀土尾矿NH_(3)-SCR脱硝性能的影响,借助XRD、SEM-EDS、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、BET等表征手段分析了机械力微波活化对稀土尾矿性能的影响。实验结果表明,稀土尾矿对活化参数的敏感性为:球料比>转子转速>球磨时间=球直径比>微波焙烧时间=微波焙烧温度=微波焙烧功率,机械力微波活化最优参数为球磨2h、转子转速300r/min、球料比1∶1、球直径比1∶1∶1、微波焙烧温度250℃、微波焙烧时间20min、微波焙烧功率1100W,活化稀土尾矿脱硝效率最高提升了40%。活化后,稀土尾矿催化剂的比表面积、矿物分散度、表面酸性位数量和氧化还原性能均得到了提升,弱酸、中强酸和强酸活性中心均匀分布有利于脱硝反应。赤铁矿暴露程度越高,越有利于稀土尾矿脱硝反应过程。
- 侯丽敏闫笑乔超越付善聪武文斐
- 关键词：催化剂活化
- 不同富氧气氛下焦炭氮转化及原位还原的数值模拟被引量：2
- 2020年
- 在焦炭燃烧过程中,焦炭颗粒会对产生的氮氧化物起到一定的异相催化还原作用,但其机理仍不明确。基于焦炭颗粒内部有不同碳基和发达的孔隙结构,根据焦炭颗粒在富氧气氛下燃烧的特性,建立了焦炭氮转化的分子动力学模型和多种气体传质模型。使用FORTRAN语言编程模拟了不同富氧气氛下粒径为100μm的单颗粒焦炭的燃尽过程。结果表明:燃烧初期颗粒内部NO出现短暂的积聚现象,颗粒内部的还原能力较弱,随着反应的进行及温度的升高,还原能力增强,由于缺氧而产生了CO气体,有利于NOx的还原。对比了环境温度为1 200℃时,O2和CO2的体积分数比分别为20∶80,25∶75,30∶70的不同气氛下焦炭颗粒内部NO,CO和N2等气体的体积分数,表明O2和CO2的体积分数比为25∶75的气氛是最佳气氛,既保证了焦炭颗粒的高效燃烧,又有利于增强焦炭颗粒的还原能力。
- 赵红星郑坤灿武文斐
- 关键词：富氧燃烧动力学模型洁净燃烧数值模拟
- Ce改性对活化稀土尾矿催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响被引量：1
- 2023年
- 白云鄂博稀土尾矿主要成分为赤铁矿、氟碳铈矿、萤石、石英和磁铁矿,其中稀土元素Ce和过渡金属Fe、Mn等是催化剂所需活性元素。本文利用浸渍法对活化稀土尾矿进行Ce改性,借助SEM-EDS、XRD、BET、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR、XPS等表征手段探究Ce改性对活化稀土尾矿催化剂性能的影响。结果表明,Ce改性活化稀土尾矿催化剂以介孔结构为主,Ce元素在催化剂表面高度分散;Ce元素与Fe元素之间存在协同作用,两者之间存在氧化还原电子对,促进了不同价态Ce、Fe离子之间的转化,增强了催化剂的氧化还原能力,提高了催化剂的酸性位点数量和酸性能,有利于NH_(3)的吸附与活化,从而使催化剂的脱硝效率提高。活化稀土尾矿经15%Ce改性后,脱硝效率由70%提升至82%,N_(2)选择性在90%以上,反应温度窗口拓宽至275~450℃。
- 侯丽敏许杰王甜甜乔超越陈翰付善聪武文斐
- 关键词：脱硝催化剂活化浸渍
- 稀土尾矿水热直接合成A型分子筛
- 2023年
- 以白云鄂博稀土尾矿为原材料,碱熔活化稀土尾矿为硅源,偏铝酸钠为铝源,直接水热合成A型分子筛,以实现稀土尾矿资源二次利用。研究碱的添加量对稀土尾矿硅活化和偏铝酸钠添加量对分子筛合成的影响,采用XRF、XRD、SEM-EDS、BET等手段对合成分子筛的物相组成、微观形貌和孔结构进行分析。结果表明,当碱矿质量比为3时,尾矿活化较为完全,结晶态硅物种转变为可溶性的活性Si元素,Si元素的溶出率为84%。在无模板剂的条件下,碱熔活化稀土尾矿在不同硅铝物质的量之比下均能合成A型分子筛,分子筛呈规则的球形结构,具有较大的比表面积和孔容,孔结构为微孔,SiO_(2)/Al_(2)O_(3)物质的量之比为1.5时合成的A型分子筛比表面积最大,为215.5 m^(2)/g。尾矿中的Fe、Mg和Si元素与Al元素反应生成铁铝直闪石杂质,降低了A型分子筛结晶度。
- 侯丽敏许杰何洋栗浩博武文斐
- 关键词：水热法分子筛
- 数值仿真技术在锅炉冷态试验的应用研究
- 本文针对包钢热电厂运行的6＃号四角切圆锅炉,利用FLUENT模拟软件建立了锅炉冷态运行仿真数学模型,对锅炉运行状态工况参数下的空气动力场进行模拟研究,分析了锅炉运行时存在的结焦突出问题;通过仿真模拟优化一、二次风配风参数...
- 关键词：四角切圆锅炉冷态试验仿真模拟空气动力场
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