烧结烟气活性炭法自催化低温脱硝的基础研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1760107
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E04.矿业与冶金工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Sintering flue gas is the main source of NOx in the whole iron & steel industry. Though using activated carbon to purify sintering flue gas is promising, low flue gas temperature and huge gas volume lead to low denitration efficiency and high cost. According to the emission property of pollutants in flue gas, the idea of Fe2O3-rich ultrafine particles (Fe2O3-PM2.5) from flue gas selectively loaded into activated carbon as low-temperature catalyst for denitration is proposed in this program. Through investigating the behavior and action mechanism of activated carbon absorbing PM2.5, the distribution and loading property of Fe2O3-PM2.5 in activated carbon will be clarified, the catalytic denitration behavior and its anti-poisoning property of activated carbon supported Fe2O3-PM2.5 will be revealed, and the model of denitration reaction kinetics and autocatalytic denitration mechanism will be established, which address the problems of low denitration efficiency, high costs for preparation and load of traditional low-temperature catalysts. Hereby, methods to treat flue gas with high concentrations of SOx and NOx separately will be exploited. By regulating flue gas quality to realize the selective load of Fe2O3-PM2.5 and to restrain poisoning effect, the novel processes for removing NOx and SOx with parallel double-structured activated carbon towers and strengthening techniques for NOx removal will be designed, which will break through the problem of huge gas volume treated and high cost of traditional tandem towers, and will realize low-cost and efficient autocatalytic denitration. This program provides novel method to decrease NOx emission of sintering flue gas, which is of great significance to develop iron&steel industry in green manner.
烧结烟气是钢铁工业NOx的主要排放源,因其温度低、处理量大导致活性炭法脱硝效率低、成本高。本项目根据烧结烟气污染物的排放特征,提出将烟气中富含Fe2O3的超细颗粒物(简称Fe2O3-PM2.5)选择性负载到活性炭上作低温脱硝催化剂,通过研究活性炭吸附PM2.5的行为与作用机制,查明Fe2O3-PM2.5在活性炭中的分布和负载特性,揭示活性炭负载Fe2O3的催化脱硝行为和抗毒化性能,建立脱硝反应动力学模型和烧结烟气自催化脱硝机理,解决目前活性炭工艺脱硝率低、传统低温催化剂制备和负载成本高的难题;据此开发烧结高硫烟气和高硝烟气分流治理方法,调控脱硝烟气品质实现Fe2O3-PM2.5选择性负载和抑制毒化,构建并联式双塔活性炭脱硝脱硫新工艺和脱硝强化技术,突破现有串联式双塔工艺烟气治理量大、成本高的难题,实现低成本自催化高效脱硝。本项目为烧结烟气NOx减排提供了新方法,对钢铁绿色制造具有重要意义。

结项摘要

针对烧结烟气活性炭净化存在脱硝效率低的问题,开展基于烧结烟气PM2.5自催化的活性炭高效脱硝基础研究。围绕活性炭净化过程PM2.5的吸附行为,探明了活性炭吸附PM2.5对组成和结构的影响,明晰了不同组分PM2.5 (Fe、K、Na、Cl等)在活性炭中的分布规律,揭示了活性炭对不同粒级PM2.5的吸附机理,阐明了活性炭中FexOy-PM2.5、MCl-PM2.5的负载特性;进而探明了铁氧化物FexOy、氯化物MCl对活性炭脱硝的影响规律,明确了FexOy-PM2.5的催化作用及催化机理,揭示了MCl影响活性炭脱硝的作用机制及MCl的负载限值,建立了基于调控PM2.5吸附催化活性炭脱硝的原理。.围绕FexOy-PM2.5选择性负载的关键科学问题,查明了烧结不同阶段PM2.5、NOx、SO2等污染物的排放特征,揭示了FexOy-PM2.5的生成机理,提出高NOx、高FexOy-PM2.5烟气与高SO2、高MCl-PM2.5烟气分流治理的方法和原则,明确了基于烟气分流治理实现选择性负载FexOy并抑制MCl毒化作用的方法,开发了并联式双塔活性炭脱硝脱硫新工艺,并优化了脱硝工艺参数,实现了烧结烟气自催化活性炭低温脱硝,为烧结烟气NOx高效治理提供新的方法。在实验室的条件下,活性炭通过负载FexOy-PM2.5,其催化作用使脱硝效率由40%左右提高到70%,达到了较好的脱硝效果。.研究成果可为烧结烟气NOx的高效控制和超低排放提供技术支撑。出版烧结烟气污染物控制的专著1部,发表学术论文11篇,其中SCI 10篇,获授权国家发明专利8项,获湖南省科技进步二等奖1项,冶金科学技术一等奖1项、二等奖1项。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(1)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(1)
专利数量(8)
Importance of intensive mixing on sintering with fine-grained iron ore materials: characterization and function mechanism
充分混合对细粒铁矿石材料烧结的重要性:表征和作用机制
  • DOI:
    10.1016/j.jmrt.2020.10.044
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Journal of materials research and technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhiyun Ji;Yixiong Zhang;Min Gan;Xiaohui Fan;Xuling Chen;Xiaoxian Huang
  • 通讯作者:
    Xiaoxian Huang
Roasting oxidation behaviors of ReS2 and MoS2 in powdery rhenium-bearing, low-grade molybdenum concentrate
粉状含铼低品位钼精矿中 ReS2 和 MoS2 的焙烧氧化行为
  • DOI:
    10.1016/s1003-6326(19)64994-0
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Transactions of Nonferrous Metals Society of China
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Xiaohui Fan;Qiong Deng;Min Gan;Xuling Chen
  • 通讯作者:
    Xuling Chen
Insight into the high proportion application of biomass fuel in iron ore sintering through CO-containing flue gas recirculation
含CO烟气再循环铁矿石烧结生物质燃料高比例应用洞察
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2019.06.006
  • 发表时间:
    2019-09-20
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Gan, Min;Ji, Zhiyun;Fan, Yong
  • 通讯作者:
    Fan, Yong
Recycling Utilization of Zinc-Bearing Metallurgical Dust by Reductive Sintering: Reaction Behavior of Zinc Oxide
还原烧结含锌冶金粉尘的回收利用:氧化锌的反应行为
  • DOI:
    10.1007/s11837-019-03645-y
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    JOM
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Wei Lv;Min Gan;Xiaohui Fan;Zhiyun Ji;Xuling Chen;Jiawen Yao;Tao Jiang
  • 通讯作者:
    Tao Jiang
Preparing high-strength titanium pellets for ironmaking as furnace protector: Optimum route for ilmenite oxidation and consolidation
制备炼铁用高强度钛球团矿作为炉保护剂:钛铁矿氧化固结的最佳途径
  • DOI:
    10.1016/j.powtec.2018.04.042
  • 发表时间:
    2018-06-15
  • 期刊:
    POWDER TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Gan, Min;Ji, Zhiyun;Jiang, Tao
  • 通讯作者:
    Jiang, Tao

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其他文献

复合气体介质烧结的节能减排技术开发与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
    范晓慧;甘敏;季志云;周志安;周浩宇
  • 通讯作者:
    周浩宇
生物质燃料应用于铁矿烧结的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    10.13374/j.issn2095-9389.2016.07.005
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈许玲;刘树;甘敏;范晓慧
  • 通讯作者:
    范晓慧
高镁球团焙烧特性及其固结强化机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范晓慧;谢路奔;甘敏;陈许玲;袁礼顺
  • 通讯作者:
    袁礼顺
基于函数系数自回归模型的风速时间序列预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    数学的实践与认识
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李余琪;张刚林;甘敏
  • 通讯作者:
    甘敏

其他文献

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甘敏的其他基金

超纯铁精矿氢还原制取纳米铁粉的基础研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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