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烧结烟气条件下微波催化直接分解NO脱硝试验

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烧结球团 2024年第2期49卷 99-106页

作者：易钰涵康建刚余春沐杨本涛魏进超周继承徐文涛湘潭大学化工学院湖南湘潭411105 中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410205

复杂烧结烟气条件下,实现低温高效直接分解NO具有极大挑战性。在低温过量O_(2)且含SO_(2)和CO_(2)气氛下,本文通过研制CeO_(2)/MgCo_(2)O_(4)-40% BaCO_(3)催化剂用于微波催化高效直接分解NO,并考察该催化剂的脱硝和抗硫性能;通过XRD和... 详细信息

复杂烧结烟气条件下,实现低温高效直接分解NO具有极大挑战性。在低温过量O_(2)且含SO_(2)和CO_(2)气氛下,本文通过研制CeO_(2)/MgCo_(2)O_(4)-40% BaCO_(3)催化剂用于微波催化高效直接分解NO,并考察该催化剂的脱硝和抗硫性能;通过XRD和TEM表征分析催化剂失活以及改性后失活得到改善的原因。结果表明:当进入气体中CO_(2)体积分数为5%时,该微波催化剂的脱硝率几乎保持稳定;引入CeO_(2)后,该微波催化剂的抗硫性能明显提升,在SO 2体积分数为0.1%气氛下,当反应温度仅为250℃时,该微波催化剂可实现99.9%的NO转化率和99.9%的N 2选择性;TEM结果表明,反应前后,该催化剂的形貌特征无明显差异。本文建立的微波催化直接分解NO的脱硝新方法,可为复杂烧结烟气条件下绿色深度脱硝提供新途径。

关键词： NO直接分解微波催化 CeO_(2)/MgCo_(2)O_(4)-40%BaCO_(3) 脱硝性能抗硫性能抗二氧化碳性能

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典型纽曼块矿的热爆裂机制

中南大学学报（自然科学版） 2022年第11期53卷 4226-4233页

作者：易凌云肖华荣张楠赵强魏进超喻明军中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410205

以典型纽曼块矿为对象,采用SEM-EDS,XRD,TG-DSC和全自动压汞仪等测试技术分析矿石性质,研究纽曼块矿热爆裂特性及其形成机制。研究结果表明:纽曼块矿为典型的赤(褐)铁矿,加热过程的质量损失主要表现为吸附水和结晶水的汽化脱除;其中,结... 详细信息

以典型纽曼块矿为对象,采用SEM-EDS,XRD,TG-DSC和全自动压汞仪等测试技术分析矿石性质,研究纽曼块矿热爆裂特性及其形成机制。研究结果表明:纽曼块矿为典型的赤(褐)铁矿,加热过程的质量损失主要表现为吸附水和结晶水的汽化脱除;其中,结晶水的分解脱除是引起块矿爆裂的主要诱因,而吸附水的汽化脱除对热爆裂影响不大;纽曼块矿的爆裂起始温度为425℃左右,此时,爆裂指数为2.61%,当温度为700℃和900℃时,爆裂指数分别达到13.62%和14.89%;爆裂主要发生在受热过程的前10 min,与结晶水的分解脱除时间基本一致,块矿受热后结晶水分解形成水蒸气在块矿内部逐渐扩散、累积,使得局部应力增大并集中作用于硅铝含量高、孔隙结构发达的结构薄弱部位,当累积应力高于该部位的强度极限时即形成爆裂。

关键词：含铁块矿结晶水分解特征应力累积硅铝界面热爆裂机制

紫外光促进电子迁移对Pt/TiO_(2)催化剂CO催化氧化性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第8期54卷 3058-3069页

作者：刘新利刘弼华魏进超喻明军丁龙杨本涛中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410125 安徽工业大学冶金与资源学院安徽马鞍山243002

为了提高CO催化氧化性能,将Pt/TiO_(2)催化剂在液相中进行紫外照射预处理以增加电子−空穴迁移速率,诱导Pt颗粒长大,然后制备不同UV照射时间的Pt/TiO_(2)催化剂,测试样品的催化性能和氧化能力,表征样品表面的活性颗粒直径、金属分散度和... 详细信息

为了提高CO催化氧化性能,将Pt/TiO_(2)催化剂在液相中进行紫外照射预处理以增加电子−空穴迁移速率,诱导Pt颗粒长大,然后制备不同UV照射时间的Pt/TiO_(2)催化剂,测试样品的催化性能和氧化能力,表征样品表面的活性颗粒直径、金属分散度和元素价态,并利用原位红外光谱研究CO催化反应机理的变化。研究结果表明,制备的Pt颗粒直径为1~2 nm,经过8 h UV预处理的Pt/TiO_(2)催化剂颗粒直径最大,Pt0含量增加,且具有最佳的CO催化性能,CO的完全转化温度降低了约45℃,活性位点的TOF提高15倍。通过对反应机理的分析发现,UV照射能减少副反应发生,提高CO转化率。

关键词：紫外预处理 Pt/TiO_(2)催化剂 CO催化氧化

烧结烟气中含钾化合物对钒钨钛催化剂脱硝/二噁英性能的影响

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工程科学学报 2022年第12期44卷 2189-2199页

作者：丁龙杨涛钱立新张洪亮魏进超杨本涛龙红明安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032 中冶长天国际工程有限责任公司长沙410205 冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室(安徽工业大学) 马鞍山243002

采用钒钨钛催化剂可有效减排烧结烟气中NO和二噁英,而烟气中含有的钾盐会造成催化剂活性降低.在实验室采用湿式浸渍法对新鲜钒钨钛催化剂进行强制失活,研究了三种钾盐(K_(2)SO_(4)、K_(2)O和KCl)负载于催化剂表面对其脱硝和脱二噁英活... 详细信息

采用钒钨钛催化剂可有效减排烧结烟气中NO和二噁英,而烟气中含有的钾盐会造成催化剂活性降低.在实验室采用湿式浸渍法对新鲜钒钨钛催化剂进行强制失活,研究了三种钾盐(K_(2)SO_(4)、K_(2)O和KCl)负载于催化剂表面对其脱硝和脱二噁英活性的影响,并采用水洗和酸洗手段考察了失活催化剂的再生性能.结果表明,不同形态钾盐会造成催化剂的脱硝和脱二噁英活性降低,催化剂对两种污染物的活性降低顺序遵循相同的规律,即KCl>K_(2)O>K_(2)SO_(4).催化剂的失活机理主要包括物理失活和化学失活.物理失活主要是指钾盐在催化剂表面沉积并堵塞其孔道;化学失活主要是指钾盐与催化剂表面的活性组分产生相互作用,钝化表面活性位点,降低表面酸性,减弱氧化和还原性能,进而降低催化剂的脱硝和脱二噁英活性.再生实验结果表明,水洗可以一定程度上恢复催化剂的脱硝活性,酸洗会导致催化剂表面活性物质流失,但水洗和酸洗均无法有效恢复催化剂的脱二噁英活性.最后,提出了不同形态钾盐对钒钨钛催化剂的中毒机理.

关键词：烧结烟气脱硝脱二噁英 V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)催化剂 K中毒

球团烟气SNCR与嵌入式SCR耦合脱硝新技术

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钢铁 2022年第3期57卷 133-141页

作者：刘臣胡兵胡佩伟温荣耀叶恒棣魏进超中冶长天国际工程有限责任公司烧结球团及直还工程技术中心湖南长沙410205 国家烧结球团装备系统工程技术研究中心湖南长沙410205 武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081

在中国大力推动绿色低碳发展的形势下,钢铁行业全面实施烧结、球团工业大气污染物超低排放,球团NO_(x)减排迫在眉睫,减排效果将关乎球团行业的生存与发展。针对国内主流的链箅机-回转窑球团生产工艺NO_(x)排放质量浓度高的问题,在系统... 详细信息

在中国大力推动绿色低碳发展的形势下,钢铁行业全面实施烧结、球团工业大气污染物超低排放,球团NO_(x)减排迫在眉睫,减排效果将关乎球团行业的生存与发展。针对国内主流的链箅机-回转窑球团生产工艺NO_(x)排放质量浓度高的问题,在系统分析球团烟气特性与NO_(x)分布的基础上,开展了选择性非催化还原法脱硝技术(SNCR)与嵌入式选择性催化还原法脱硝技术(SCR)的耦合脱硝技术研究。研究结果表明,在链箅机源头的预热二段,球团烟气具有高温(烟罩内850~1000℃、风箱内350℃)、高NO_(x)浓度(400~600 mg/m^(3))、小流量的特性,有助于SNCR法与嵌入式SCR法协同耦合治理技术应用。当采用氨水作还原剂、烟气温度为830~930℃、氨氮物质的量比为1.0~1.5时,SNCR法脱硝率达40%~60%。在链箅机上装配风流平衡板可解决串风问题,预防NO_(x)无序扩散;采取NO_(x)集中处理,同时实施还原剂喷加量精准调控,可综合提升还原剂利用效率及SNCR脱硝率。采用FLUENT数值模拟方法对SCR反应器的圆锥形扩散板进行结构优化发现,当扩散板水平夹角由90°倾斜至65°~75°时,进入整流格栅的烟气流速与氨还原剂分布更加均匀;优化的球团烟气SNCR与嵌入式SCR耦合脱硝技术路线合理、技术经济性能优越、工程产业化推广前景广阔,是中国球团烟气氮氧化物超低排放技术的一大创新。

关键词：链箅机-回转窑超低排放 SNCR法嵌入式SCR法 NO 减排

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块矿带式机干燥过程数学模拟研究

烧结球团 2022年第2期47卷 61-66,80页

作者：赵强黄明蓉魏进超狄瞻霞马钟琛春铁军中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410205 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

本文以块矿带式机鼓风干燥为研究对象,借助Fluent软件建立多孔介质床层内质量、动量、能量双方程和以及水分迁移方程的耦合数学模型,研究不同工艺条件下台车去湿量的变化规律。研究结果表明:随着鼓风温度的增加,料层去湿量增大,料层前... 详细信息

本文以块矿带式机鼓风干燥为研究对象,借助Fluent软件建立多孔介质床层内质量、动量、能量双方程和以及水分迁移方程的耦合数学模型,研究不同工艺条件下台车去湿量的变化规律。研究结果表明:随着鼓风温度的增加,料层去湿量增大,料层前缘在干燥时间为150 s左右发生水汽冷凝;在鼓风速度为1.43 m/s,鼓风温度为300℃的条件下,料层的去湿量与初始含水量的关系不大;随着鼓风速度的增大,料层去湿量增大,在干燥时间为360 s,鼓风速度分别为1.08、1.43、1.79 m/s时,料层最大去湿量分别为31%、36%、40%,且速度增大,冷凝区减少,但是冷凝值增大。

关键词：带式机块矿干燥多孔介质数值模拟

Ti/Sn掺杂CeMn基催化剂的低温脱硝活性及抗水性能

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过程工程学报 2022年第12期22卷 1691-1701页

作者：钱立新丁龙魏进超杨本涛张洪亮龙红明王宏涛安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410205 冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243002

采用共沉淀法制备了Ti/Sn掺杂的CeMn基复合金属氧化物催化剂,研究了Ti/Sn改性对CeMnO_(x)催化剂的脱硝性能和抗水性能的影响,并通过物化性能表征对催化剂的微观结构、吸附氨状态、氧化还原能力以及表面元素价态进行了分析。结果表明,Ti... 详细信息

采用共沉淀法制备了Ti/Sn掺杂的CeMn基复合金属氧化物催化剂,研究了Ti/Sn改性对CeMnO_(x)催化剂的脱硝性能和抗水性能的影响,并通过物化性能表征对催化剂的微观结构、吸附氨状态、氧化还原能力以及表面元素价态进行了分析。结果表明,Ti和Sn元素的引入均可以提升CeMnO_(x)催化剂低温NO_(x)转化活性和抗水性能,并且Ti的提升效果更加显著,在150~250℃,CeMnTiO_(x)脱硝效率接近100%,在200℃、10vol%H_(2)O条件下,脱硝效率维持在95%以上。H_(2)程序升温还原、NH_(3)程序升温脱附及X射线光电子能谱等检测结果表明催化剂表面Ce-O-Ti和Mn-O-Ti结构的形成提升了催化剂的氧化还原性能,增多了催化剂表面弱酸位、中强酸位数量,同时形成了更多的氧空位,从而使催化剂获得了良好的低温NO_(x)转化活性。

关键词：烧结烟气低温脱硝 CeMn基催化剂选择性催化还原抗水

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烧结机头灰处置技术对比与研究进展

烧结球团 2023年第5期48卷 24-32页

作者：冯哲愚王磊刘彦廷魏进超贺颖捷杨本涛中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410205 安钢集团综合利用开发公司河南安阳455004

烧结机头灰的产量大,且含有丰富的钾资源,但成分复杂,碱金属氯盐含量高,是典型的钢铁行业高盐固废。目前国内钢铁厂主要采用直接返烧结的方式处理烧结机头灰,但该方法会导致设备腐蚀、成品矿品位降低等问题。文章以对烧结机头灰处置技... 详细信息

烧结机头灰的产量大,且含有丰富的钾资源,但成分复杂,碱金属氯盐含量高,是典型的钢铁行业高盐固废。目前国内钢铁厂主要采用直接返烧结的方式处理烧结机头灰,但该方法会导致设备腐蚀、成品矿品位降低等问题。文章以对烧结机头灰处置技术的工业应用和研究方向提出建议为目的,总结现阶段的火法和湿法处置技术,对比不同类型的技术优缺点,分析各技术的研究进展与方向。通过对比火法和湿法处置技术发现:火法处置技术的工艺流程短,操作简单,成本较低;湿法可在实现固废无害化的同时通过废水预处理和资源化手段回收盐产品,更适合现行环保要求和固废物相特征。此外,在总结烧结机头灰的特征与现阶段处置技术的特点后,展望了未来烧结机头灰处置技术的研究方向。

关键词：烧结机头灰火法处置技术湿法处置技术资源化

巯基改性SiO2吸附剂对高氨氮废水中金属离子的去除研究

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水处理技术 2022年第10期48卷 52-56,62页

作者：叶恒棣魏进超杨峰杨本涛冯哲愚王洋洋中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410205 国家烧结球团装备系统工程技术研究中心湖南长沙410205 河南省土壤重金属污染控制与修复工程研究中心河南开封475004

针对高盐氨氮废水处理过程中,高碱会形成金属铵络合及氨气大量逃逸,造成氨氮去除率低、车间环境恶化等不足。本工作基于金属螯合机理,合成了巯基改性的SiO_(2)。考察了改性吸附剂添加对各种金属阳离子(Fe^(3+)、Al^(3+)、Ca^(2+)、Pb^(... 详细信息

针对高盐氨氮废水处理过程中,高碱会形成金属铵络合及氨气大量逃逸,造成氨氮去除率低、车间环境恶化等不足。本工作基于金属螯合机理,合成了巯基改性的SiO_(2)。考察了改性吸附剂添加对各种金属阳离子(Fe^(3+)、Al^(3+)、Ca^(2+)、Pb^(2+)、Mg^(2+))的去除效率。结果表明,当采用混合碱剂+改性吸附剂时,在弱碱(pH=8)时即可实现多种金属离子的去除,去除率达98%以上(除Mg外),实现了高盐高浓度氨氮废水清洁处理。

关键词：高盐氨氮废水巯基改性SiO2 弱碱去除金属离子