选择性催化还原(SCR)技术可以有效解决铁矿烧结烟气排放中NOx不达标问题,实现废气超低排放.SCR反应器内流场、温度、压力和氨氮浓度比等物理场分布的均匀性是决定脱硝效率的重要因素.基于某钢厂出现的脱硝效率低下及氨逃逸问题,考虑脱硝过程中反应器内气体的化学反应,采用FLUENT软件对流场进行了数值模拟,对比分析了SCR反应器内流场、温度、压力和氨氮浓度比等各物理场数值及分布均匀性.通过加装整流格栅和优化导流板结构,极大改善了物理场的均匀性,提高了脱硝效率.结构优化后,第一层催化剂上游烟气流速不均匀性偏差降低为8.48%,温度不均匀性偏差降低为4 K,氨氮浓度比不均匀性偏差降低为4.71%,满足了设计要求.此外,导流板结构的优化应综合考虑导流板数量、厚度、形状和布置间距等因素,且随着烟道上弯头处导流板数目的增加,第一层催化剂上游烟气流速不均匀性偏差逐渐降低,有效改善了反应器内气流分布的均匀性.
相比于传统甲醇液相羰基化路线,合成气绿色合成乙酸具有环境友好、成本低等优势,具有广阔的发展前景.综述了合成气绿色合成乙酸路线和催化剂研究进展,阐述了催化剂设计优化策略,重点讨论了分子筛酸性和扩散性等性质对反应性能的影响规律.然后归纳了体系中H2O含量、原料气n(H2)/n(CO)、活性组分接触距离、反应温度和反应压力等关键条件对反应性能的影响规律.总结认为,合成气绿色合成乙酸的关键过程为丝光沸石(MOR)分子筛催化甲醇羰基化制乙酸,调控增加MOR八元环酸性位数量和减小MOR颗粒尺寸以提高乙酸时空收率和催化剂稳定性是该过程研究的重点.本研究可为开发选择性高、应用条件温和和催化剂廉价易得的合成气绿色合成乙酸工艺提供一定参考.
社会经济与工业化飞速发展,导致二氧化碳(CO2)排放量与日俱增,温室效应日渐严重,碳减排已成为亟待解决的全球性环境问题.在常见的CO2去除方法中,生物固碳技术具有经济、可持续和副作用最小的优势.其中,微藻固碳技术是通过微藻自身的光合作用机制实现固碳目的.微藻将CO2转化为脂质、蛋白质等细胞组分,经进一步分离提取,可制成多种高附加值化工产品,全过程绿色、安全且稳定,对有效缓解全球温室效应意义重大.首先阐述了微藻光合固碳技术原理、优点,及其生物质资源在各领域的应用;然后对影响微藻固碳效率的因素进行了分析;最后总结了光生物反应器的研究现状,并对光反应器的设计优化和发展提出了建议.
二氧化碳-甲烷干气重整(DRM)反应制合成气(H2 + CO)是二氧化碳(CO2)资源化利用的重要研究方向,关键问题在于积炭的控制.利用FactSage软件,基于吉布斯自由能最小法,对DRM反应及其积炭控制进行了热力学计算分析.结果显示,高温(600～1200℃)、进料比(n(CH4)/n(CO2))为1.00、常压等单因素条件下,有利于DRM反应进行,可以实现较好的反应转化速率;以炭的残余量为0.01%(物质的量分数)作为积炭区与非积炭区的临界点,设定反应压力为0.10 MPa、反应温度为900℃,当进料比小于等于0.95时,反应处于非积炭区.研究结果对优化DRM反应的操作条件及催化剂设计具有一定的指导意义.
二氧化碳(CO2)是主要的温室气体之一,其过度排放对全球气候和环境造成了严重影响.N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种良好的溶剂以及重要的化工中间体,目前年产量可达百万吨级.利用催化技术将CO2与二甲胺(NH(CH3)2)反应制备成高附加值的DMF可以实现CO2减排,对社会的可持续发展具有重要意义.反应器在实现上述反应的高效催化过程中起着重要的作用.介绍了在CO2催化加氢制DMF中常用的三种反应器(高压反应釜、固定床反应器与浆态床反应器)及其目前的应用情况.高压反应釜由于具有不锈钢外壳以及耐高温、抗腐蚀内胆的结构设计,可适用于含有胺类原料以及需要高压条件的CO2加氢制酰胺反应;固定床反应器可以连续化反应,但易出现热点导致催化剂烧结,且传质不具有优势;浆态床反应器既拥有高压反应釜的高传质、传热能力,也能长时间连续反应.由于高压反应釜操作简单、订购成本较低以及应用范围广泛等特点,目前CO2加氢制备DMF的反应器依然以高压反应釜为主.随着工业化逐渐提上日程,使用连续化的评价装置(固定床反应器和浆态床反应器)可能会是未来的发展趋势.
