鲁维民[1]2000年在《脱除再生催化剂携带烟气的研究》文中研究表明催化热裂解是用重质油制取乙烯和丙烯的新工艺。由于该工艺的剂油比大，再生催化剂带入反应系统的烟气量多，加大了气体产物压缩、分离和净化的负荷，并存在发生爆炸的危险。因此必需对再生催化剂进行脱烟气处理。 吸附实验和分子模拟计算表明：催化剂颗粒微孔内吸附的烟气量很少，90％以上的烟气是由催化剂颗粒之间的空隙夹带的。采用脱气和水蒸气汽提是较好的解决办法。但水蒸气会引起催化剂的水热减活，高温以及水蒸气与催化剂接触时间过长都会加剧水热减活。由此，提出了多级错流短接触汽提方法，通过脱气管和多孔挡板的组合实现快速脱气和高效汽提，在提高烟气脱除率的同时，控制水蒸气与催化剂在脱气塔内的接触时间，缓解催化剂水热减活。 冷模实验表明：多级错流短接触汽提方法能将汽提介质与催化剂的接触时间控制在两级挡板之内。对工业装置估算，活性保留73％时，三级水蒸气汽提引起活性下降所需的时间不短于催化剂在装置中的停留时间，因而不影响装置的活性水平。冷模实验采用三级错流短接触结构，在催化剂空塔质量流率10～50kg·m~2·s~(-1)，汽提介质空塔流速0.1～0.2m·s~(-1)条件下，能达到90％的脱气效率，该效率比无构件时的效率提高了40％，比普通挡板结构提高了10％。基于多级错流短接触床中气固流动的特点，提出了床层空隙率、进入脱气管气体量和待脱气体浓度分布的计算方法。 根据脱气塔中颗粒浓度高的特点，将颗粒动力学理论加入到流体力学模拟计算软件CFX的双流体模型中，计算颗粒碰撞产生的颗粒粘度和颗粒压 脱除再生催化剂携带烟气的研究力，对二维错流短接触脱气塔中的气固流动行为进行了模拟计算。 根据实验和模拟计算结果，建立了多级错流短接触汽提方法的工业应用原则，并根据两个工业应用对象的特点分别提出了工艺设计方案。
门亚男, 董群, 王焱鹏, 张健伟, 许长辉[2]2006年在《脱除再生催化剂携带烟气的研究进展》文中提出根据催化剂在输送立管和脱气罐内的流动特点,分析了催化裂化过程中再生催化剂产生携带烟气的原因和脱气的原理。阐述了适合脱除再生催化剂携带烟气的方法和操作条件。为了保证催化剂流动稳定,脱气量存在最佳值,指出达到这种理想状况时催化剂的流动情况,并提出用其他气体置换烟气的方法来进一步减少再生催化剂对烟气的携带量。
李海[3]2013年在《催化裂化装置再生烟气污染物净化方案研究》文中认为催化裂化装置再生烟气中含有大量的SO2、NOx,通常是本地区的S02和NOx的主要贡献者,不仅如此催化裂化装置再生烟气中还含有大量的可吸入颗粒物(PM10)。近年来,随着炼油企业加工高硫原油、重质原油比例的不断增加,导致催化裂化装置再生烟气中SO2、NOx和颗粒物浓度有不断提高的趋势,无法满足日趋严格的环保要求,采取有效手段降低催化裂化装置再生烟气污染物排放势在必行。对催化裂化再生烟气进行净化已成为必然趋势。本文先后对国内外常用的催化裂化再生烟气S02净化技术、颗粒物净化技术和NOx净化技术进行研究分析,得出各种技术的优缺点。研究了EDV烟气湿法洗涤技术在广石化、SCR选择性催化还原法脱硝技术和LoTOxTM低温氧化法脱硝技术在镇海炼化和上海石化催化裂化装置的工业应用情况,并以此对烟气脱硫、除尘、脱硝技术进行对比,确定了高桥石化三催化再生烟气净化方案：脱硫除尘单元采用杜邦贝尔格公司的EDV湿法烟气洗涤技术、选择30%的NaOH溶液作为脱硫吸收剂、废水处理单元采用中国石化宁波工程公司和浙江双屿实业有限公司联合开发的“过滤+浓缩脱水+氧化处理”工艺技术、脱硝单元采用BOC公司的LoTOxTM脱硝技术。
鲁维民, 汪燮卿, 钟孝湘, 李松年[4]2002年在《FCC再生催化剂快速汽提的研究》文中研究表明提出对FCC再生催化剂进行快速水蒸气汽提处理的方法,以减少催化裂化过程中剂油比较大时再生催化剂带入反应系统的烟气量。冷模试验结果表明,该方法在脱气罐中设置了挡板,在保证较高汽提效率的前提下,能有效控制汽提介质与再生催化剂的接触时间,从而缓解用水蒸气作汽提介质而引起的催化剂水热减活,初步的工业试验结果表明该方法是可行的。
邓涛[5]2012年在《火电厂烟气SCR脱硝催化剂在线活化实验研究》文中研究指明在目前技术条件下SCR（Selective Catalytic Reduction，SCR）技术以其运行稳定、脱硝效率高、氨逃逸低等诸多优点不断获得广泛应用，在目前乃至今后相当长时间内成为国际上的主流烟气脱销技术。随着SCR烟气脱硝技术在我国的应用推广，SCR催化剂的重要性逐渐被人们认识。如何管理维护SCR催化剂，保持其高效活性，延长其寿命，减少运行费用，是目前亟须解决的重要问题。本研究课题针对现有火电厂SCR烟气脱硝中毒催化剂离线活化成本高、费力及费工等诸多的不便，设计了一种中毒催化剂在线活化实验工艺。本工艺在前人催化剂离线活化技术基础上加以改进，结合工程实际应用情况，开发出一种新的催化剂在线活化工艺。在实验中通过不断改进活化液配方，得到7种活化液配方。通过实验分析对比，比较各活化液活化后催化剂的脱销效率和脱硫效率，同时兼顾电厂具体条件和活化液成本，找出一种较好活化液配方及其配套工艺。经该活化液活化后的失活催化剂活性达到新鲜催化剂的82%，二者SO2/SO3转化率也接近。因此，该活化液活化后的催化剂能满足工程需要。该工艺是国内外首创，能弥补离线活化的不足，延长催化剂寿命，节省运行成本。
刘朋杰[6]2008年在《镁砂基催化吸附剂脱硫脱氮研究》文中研究指明本研究用辽宁大石桥的廉价镁砂为原料研制出了的具有吸附和催化功能的氧化镁基催化-吸附剂,并利用氧化镁基催化-吸附剂进行了脱硫脱氮的实验研究。首先详细阐述了现有烟气脱硫脱氮技术现状及其发展趋势,对已有的几种氧化物脱硫脱氮技术进行了分析比较,论述了氧化镁在干法脱硫方面的可行性及应用前景。对镁砂基催化吸附剂的原料配比、工艺条件及其吸附催化性能的进行了系统的实验研究,并采用焙烧的方法对催化吸附剂进行了活化研究,在实验的基础上确定了镁砂催化吸附剂制备的原料配比为镁砂：硅酸钠：氯化钙=75：15：10；在工艺条件为：焙烧温度控制在550℃,焙烧时间为2h时,活化效果最好,比表面增加到21.3982m2/g,但硫容相对较低约为6.96mg/g。因为硫容是衡量脱硫脱氮性能的重要指标,所以实验采用添加助剂Na2C03的方法提高吸附剂的性能,实验结果表明,添加助剂后吸附剂硫容明显提高,达到16.92mg/g。在自行设计安装的一套脱硫脱氮一体化试验装置中,对吸附法脱除燃煤烟气中的二氧化硫、氮氧化物过程及影响因素进行了系统的实验研究,考查了氧量、水蒸气量、烟气温度等因素对脱硫、脱氮效率的影响。提出以上各主要参数的合理取值范围,即对于烟气脱硫当,02/SO2=6～8,烟气温度为120～150℃,H20/02=2～4,二氧化硫浓度为1500～3000mg/m3,床层高度为5～7cm时,镁砂吸附剂的脱硫率达到92%以上；对于烟气脱氮,N0含量500ppm～2000ppm,氧气对N0x去除率没有影响,当脱氮床层高度4-5cm,脱氮反应温度130-170℃,烟气空速2500h-1～3000h-1,烟气中水蒸气含量N0/H20为10～20时,催化剂吸附脱氮效率达到85%-95%,且脱氮效果稳定,脱氮范围宽。再生实验中采用了碱洗加热再生并用水蒸气吹脱的方法,碱洗采用饱和Na2CO3溶液浸泡,实验中研究了碱洗时间、焙烧温度及时间对再生后的吸附剂脱硫性能的影响,得出在碱洗60min,焙烧温度为550。C,焙烧时间为40min时,再生效果较好,再生一次后吸附剂硫容仅降低9.43%。分析脱硫吸附机理,在脱硫过程中,不仅发生了物理吸附,而且还有化学吸附的发生,研究了二氧化硫与Mg0接触时发生的一系列反应及步骤。对催化剂催化分解反应机理进行研究,证明氧化镁表面上的氧缺陷,是导致催化剂具有活性的原因,而镁缺陷,使其不具有催化活性。因此研制出氧缺陷的催化剂是关键。脱氮再生后保持稳定。实验借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对镁砂基催化-吸附剂进行研究,表明脱氮及再生前后氧化镁基催化-吸附剂催化性质并未发生变化,保持良好的稳定性,同时说明NO可能转化为N2与O2。实验结果表明,氧化镁基催化-吸附剂,不仅具有较高的脱硫脱氮性能,而且能够再生重复利用,绿色环保,具有良好的开发前景。
段志阳[7]2015年在《多产异构烷烃的催化裂化工艺优化操作》文中认为我国汽油调和组分中70%为催化裂化汽油,柴油调和组分中40%来自催化裂化,在原油变重、轻质油品市场需求量大,产品质量要求高的现状下,传统催化裂化汽油因大量烯烃的存在导致油品质量较差,已难以满足市场需求,多产异构烷烃和柴油的新型催化裂化家族工艺(MIP)应运而生。本课题重点研究了现有MIP装置的工艺、设备特点,针对MIP工艺进行了广泛的文献调查,并对其它成功应用的MIP工业装置进行实地考察。以催化裂化反应机理与MIP工艺特点为基础,结合催化裂化反应动力学、热力学分析,为生产操作提供可靠的技术和理论支持。参考MIP工艺应用实例所提供的优化操作经验与本MIP装置实践操作相结合,探索以多产异构烷烃兼顾柴油为优化目标的MIP装置最优操作条件。通过长时间摸索尝试,在最佳操作条件下,轻质油品收率从装置运行初期的73.68%增加至76.92%,轻质油品产率增加近4.4%,同时柴汽比由初期的1:1.75提高至1:1.68,柴汽比提高4.16%。汽油辛烷值保持在91.5左右,烯烃含量降低到26.08%,为生产满足国V汽油标准的清洁燃料提供了合格的汽油池组分。通过本研究课题的研究,充分发挥了本厂MIP装置在催化裂化过程中多产异构烷烃同时兼顾柴油的积极作用,不仅实现了产品结构和产品质量的优化,同时对于提高催化裂化装置经济效益,为社会提供合格的轻质清洁燃料作出了积极贡献。
赵文瑛[8]2015年在《固态胺捕集二氧化碳的实验研究》文中研究表明固态胺吸附剂用于燃烧后CO_2捕集因其相比醇胺溶液法能够降低再生能耗、避免设备腐蚀而受到关注。本文围绕固态胺捕集CO_2的技术,分别从固态胺的开发与测试、再生稳定性、流化床反应器以及中试试验四个方面进行了研究。在固态胺的开发和测试方面,以不同孔尺寸的无序介孔硅胶和大孔树脂为载体,采用物理浸渍法制备固态胺,利用热重分析仪和小型流化床反应器,研究了载体孔结构、胺种类和担载量、温度、CO_2浓度以及水蒸气对固态胺吸附性能的影响规律,分析了水蒸气对固态胺脱碳性能的影响机理,建立了固态胺吸附模型,并获得了相关的化学平衡及动力学参数。研究结果表明,固态胺吸附能力基本随着平均孔径和孔容的增加而增大,当平均孔径大于10nm时,载体比表面积也会对吸附能力产生影响;固态胺具有一个最佳担载量和反应温度,水蒸气的存在改变了胺和CO_2的反应机理,对固态胺的脱碳过程具有一定程度的促进作用。在再生稳定性方面,研究了反应条件、胺的分子量和反应器对固态胺热稳定性的影响,发现载体对胺在CO_2氛围下的降解有不同程度的催化作用,解决了固态胺面向应用的瓶颈问题。结果表明,提高胺的分子量能够有效地降低胺的挥发速率,通过流化气体携带胺蒸气的方法,固态胺在140℃、N2氛围下连续100h的测试中保持性能稳定;多孔载体对胺的降解催化作用强弱大致顺序是:硅胶≈13X沸石>Al2O3>树脂,胺功能离子交换树脂固态胺在CO_2氛围下循环吸附再生过程中保持良好的热稳定性和化学稳定性。在流化床反应器方面,建立了固态胺脱碳过程的流化床反应器模型和传热模型,设计并搭建双流化床反应器实验系统,实现了固态胺捕集CO_2的连续稳定运行,脱碳效率达到84.4~97%。在中试试验方面,建立了下行床反应器模型,设计并搭建了一种新颖的固态胺连续捕集CO_2的试验系统,采用气固逆流下行床作为吸附反应器、空心双桨叶作为再生反应器和冷却器。初步试验结果表明,CO_2捕集效率能达到72~95%,再生反应器中CO_2浓度高达80~98 vol%,该装置能够实现固态胺捕集CO_2的连续稳定运行,达到CO_2分离与富集的目的。
姜树栋[9]2010年在《利用臭氧及活性分子协同脱除多种污染物的实验及机理研究》文中指出随着经济发展我国一次性能源消费将不断上升,煤在一次能源中占了70%的比重。煤燃烧释放的各种污染物威胁着环境和人类的健康。利用一种技术或者两种技术结合同时脱除多种污染物可以以较低的成本获得较高的环境收益。本文对利用臭氧和活性分子实现多种污染物协同脱除的相关问题进行了实验和机理研究,主要研究内容包括可溶性NOx的湿法脱除,烟气整体催化氧化污染物研究及与臭氧氧化对比,若干未知速率和未明机理反应的量子化学研究,异相催化氧气产生活性分子氧化NO研究。将可溶性NOx湿法脱除是氧化性方法协同脱除污染物的最后也是重要的一步。采用臭氧喷射技术,NO2是O3/NO摩尔比较低时的产物。吸收液中S(Ⅳ)和pH值直接关系着NO2的脱除效率。NO2可与吸收液中的SO32-、HS03-反应,增大吸收速率,提高脱除效率。相同S(Ⅳ)浓度下,NO2脱除率随pH值升高而增大。在典型脱硫塔液相条件下,300ppm NO2的脱除效率约为70%,亚硝酸根是其主要的液相产物。NO2、SO2的相互影响为：SO2造成喷淋液中pH值下降和S(Ⅳ)上升,综合结果使NO2脱除率略有下降；NO2的吸收使喷淋液的pH值和SO2的脱除率下降,吸收液中硫酸根浓度上升。在O3/NO摩尔比大于1时,因气相生成NO3、N2O5,NOx脱除急剧上升,可以达90%以上,同时液相NO3-浓度上升。采用两种烟气整体催化方式(NTP、UV),分别氧化Hg0和NO。利用DBD-NTP对烟气整体催化产生活性分子氧化Hg0。O/O3是氧化Hg0的重要物质,氧化率与O3浓度直接相关。当模拟烟气中无O2单独水汽存在时,NTP中产生的OH会一定程度上氧化Hg0。当H2O与O2共存时少量水汽可促进Hg0氧化,超过一定浓度则阻碍氧化,原因是有O2存在OH对Hg氧化有两面性：一是OH自身可以氧化Hg0,二是OH能促进O、O3等的消耗。模拟烟气中的HCl可促进Hg氧化,生成可溶性Hg2+物质。利用UV光催化烟气产生活性分子氧化NO。UV催化烟气产生臭氧量与NO氧化量基本一致,水汽加入可以明显改善NO氧化。在UV下烟气O2不对SO2产生氧化作用,有水汽出现后氧化效果明显。与臭氧氧化对比：NTP与UV均可对烟气整体催化,产生O3、O、OH等多种活性分子有效氧化污染物但整体化催化方式更加耗能,就无机污染物处理方面臭氧喷射方式足可以实现高效低价脱除。所有涉及到O3、NO3的反应均为氧抽取转移反应。SO2与O3反应活化能量子化学计算结果为9.68 kcal/mol,为NO与O3的3.5倍,150℃下的反应速率常数为后者的105分之1,所以O3可以选择性氧化NO.H2O2与SO2反应速率同样很慢,SO2在气相中的转化比较困难。NO3可分别与O3和NO3发生反应,生成NO2、O2。NO3与O3反应活化能为8.85kcal/mol。NO3自身碰撞消耗反应可以通过两条路径实现,三重态路径活化能为34.6 kcal/mol,单重态路径上有两个过渡态、一个中间体,活化能依次为1.36 kcal/mol,2.38 kcal/mol,反应主要通过后一路径实现。反应动力学模拟表明,150℃下NO3自身碰撞分解反应是NO3消耗的主要反应,低温利于NO3的生存。N03与Hg共存的动力学模拟表明,NO3分解不会对NO3氧化Hg构成竞争,原因是NO3与Hg反应速率极快、Hg浓度远远低于烟气中NOx。本文提出了利用固体催化剂吸附活化烟气中的氧气,产生表面活性氧物种,氧化多种污染物,与湿法洗涤结合可实现协同脱除。O2分子本身反应活性很低,与催化剂表面作用后可提高反应活性。首先对固相催化O2氧化NO进行了试验研究和催化剂表征。采用的载体是具有优良储氧功能的CeO2,活性组分为钻和锰,溶胶凝胶法制备,最佳煅烧温度分别为400℃(CoCeOx),500℃(MnCeOx),掺杂金属与载体铈摩尔比约1∶2时,达到最好交互作用,催化效果最好,金属高度分散在载体中形成固溶。在200-300℃范围内可以达到50-90%的NO氧化率。La掺杂可提高MnCe氧化物催化剂的活性。催化机理可简述为,通过体相晶格氧和表面氧物种向表面氧空位迁移、气相O2分子向表面氧空位和吸附位吸附,诱导产生比O2更具有反应能力的活性的氧物种(Ox*),Ox*与被吸附的NO分子发生反应,NO分子结合一个氧原子生成中间体,中间体释放NO2分子,NO2从表面脱离后,遗留下氧空位和表面吸附位,以进行下一次O2分子吸附和催化剂表面或体相氧物种迁移。
邢力超[10]2012年在《喷动床内半焦颗粒烟气脱硫技术研究》文中指出燃煤烟气中SO_2的排放不仅污染空气、危害健康，而且能够形成严重的酸雨，同时是对我们这样一个硫资源相对短缺国家的极大浪费。加快烟气脱硫和回收技术的研发已成为生存环境可持续发展的迫切需要。干法烟气脱硫工艺既可以脱除SO_2，又能实现硫资源的回收，使其具有良好的应用前景。本文提出将干法烟气脱硫工艺结合喷动床技术来脱除烟气中的SO_2，采用层燃锅炉烟气中分离出来的半焦颗粒作为干法脱硫的吸附剂，从而达到以废治废的目的。本文针对喷动床内半焦烟气脱硫技术问题，通过冷、热态实验手段，考察了半焦颗粒在喷动床内的流体力学特性和脱硫性能。建立了半焦脱硫动力学模型，结合气固两相双流体模型模拟了喷动床内半焦颗粒的脱硫过程，为实现喷动床半焦颗粒烟气脱硫技术的开发与工业化应用提供支持。通过等温氮吸附/脱附法和HK法解析得到半焦颗粒的微孔比表面积、孔容和微孔孔径分布曲线；采用电子显微镜对半焦颗粒孔隙结构进行观察，得出其微孔结构多为开孔狭缝型。采用Lennard-Jones势能函数得到了SO_2、O2、H2O和SO3分子与半焦微孔壁面相互作用的吸附势曲线，并得出相应的最小吸附势能，通过比较说明半焦颗粒对SO_2分子的吸附能力较强，其对SO_2分子的吸附势能相当于吸附特性较好的活性炭颗粒的75%。所以可应用半焦替代活性炭进行脱硫。喷动床内半焦流动特性实验与数值模拟方法均得到：喷动床内半焦颗粒可以形成稳定的喷射区、环隙区和喷泉区的三区流动结构。随着表观气速的增大，喷动床的喷泉高度逐渐升高，喷射直径逐渐扩大，壁面处颗粒速度逐渐增加。采用环-核流动模型，结合实验得到的喷动床的喷射直径和环隙区颗粒平均流速等参数，得到了喷动床环隙区平均空隙率的分布规律：环隙区空隙率随表观气速的提高而增大，随着床层高度的增加而降低。数值模拟结果与实验结果吻合良好，为模拟热态情况下喷动床内半焦烟气脱硫打下基础。通过实验得到床层压降随表观气速的变化的情况，得到了喷动床不同床高下的最小喷动速度和最大床层压降，并将实验结果与经验模型进行比较，得出喷动床静床高在250到350mm范围内，Mathur和Gishler等人得到的经验模型与实验吻合较好；通过对不同工况下喷动床内半焦损失率的测量表明：在相同的表观速度下，堆积床高越高，其颗粒损失速率越大。通过热态脱硫实验研究得出：喷动床比固定床具有较好的传热性能。另外，喷动床的脱硫效率要比固定床大约高10%，说明喷动床内特有的喷射区、环隙区和喷泉区的三区流动结构有利于半焦对烟气中SO_2的脱除。通过对不同表观速度下喷动床脱硫效率的测量，得到脱硫效率随着表观速度的增加呈现峰型分布，说明喷动床内半焦颗粒的脱硫过程受到对流传质和停留时间两个因素的限制。通过实验得到喷动床的最优脱硫表观速度为：U mx=1.23~1.45Ums；通过对不同堆积床高下喷动床脱硫效率的测量得到：喷动床堆积高度增加55mm，其脱硫效率大约提高8%~10%。基于气固两相流体动力学，应用双流体模型来模拟喷动床内气固的相互作用。基于L-H动力学理论，建立了半焦脱硫的非均相催化反应速率模型，并求解了脱硫反应的动力学参数。根据得到的脱硫动力学模型，应用“UDF”对Fluent计算软件进行了二次开发，实现了床内气固流动与化学反应的耦合。通过模拟计算，得到床内速度矢量、气量分布、颗粒速度和颗粒拟温度的分布情况，并对喷动床内半焦颗粒脱硫过程进行有效预测，计算结果与实验结果吻合良好。在优化模拟中得出：喷动床的脱硫效率随着反应温度的提高而降低，随着烟气中含氧量和蒸汽量的增加而提高，烟气中蒸汽含量对脱硫速率的影响更加显著。研究表明，本文所建立的基于欧拉多相流模型的喷动床内半焦颗粒烟气脱硫数理模型及数值模拟方法，符合实际对象的特性，有助于揭示喷动床内复杂的稠密气固流动和化学反应规律，为喷动床脱硫反应器的结构设计、优化和运行提供有益的参考。
参考文献：
[1]. 脱除再生催化剂携带烟气的研究[D]. 鲁维民. 石油化工科学研究院. 2000
[2]. 脱除再生催化剂携带烟气的研究进展[J]. 门亚男, 董群, 王焱鹏, 张健伟, 许长辉. 云南化工. 2006
[3]. 催化裂化装置再生烟气污染物净化方案研究[D]. 李海. 华东理工大学. 2013
[4]. FCC再生催化剂快速汽提的研究[J]. 鲁维民, 汪燮卿, 钟孝湘, 李松年. 石油炼制与化工. 2002
[5]. 火电厂烟气SCR脱硝催化剂在线活化实验研究[D]. 邓涛. 长沙理工大学. 2012
[6]. 镁砂基催化吸附剂脱硫脱氮研究[D]. 刘朋杰. 东北大学. 2008
[7]. 多产异构烷烃的催化裂化工艺优化操作[D]. 段志阳. 西安石油大学. 2015
[8]. 固态胺捕集二氧化碳的实验研究[D]. 赵文瑛. 清华大学. 2015
[9]. 利用臭氧及活性分子协同脱除多种污染物的实验及机理研究[D]. 姜树栋. 浙江大学. 2010
[10]. 喷动床内半焦颗粒烟气脱硫技术研究[D]. 邢力超. 哈尔滨工程大学. 2012