共混活性焦强化低温脱硝及其脱硫脱硝匹配机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51908383
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1005.空气污染控制
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In recent years, the activated coke (AC) based flue gas desulfurization and denitrification was widely used. While the denitrification performance of the most AC is generally low, which cannot meet the requirement of the gradually implemented ultra-low emission standard. Therefore, to improve the denitrification activity of AC is the key emphasis of the AC-based, high efficiency, simultaneous flue gas desulfurization and denitrification. In this project, based on the previous desulfurization study of the transition metal blending modified AC, the study on low-temperature catalytic removal of NO was proposed. The relationships between the blending of different transition metals or natural mineral concentrate and the denitrification performance, and the effects of the crystal structure and valence state of the blended metal on the denitrification activity were studied. Then, the multi-metal blending configuration of AC was established, and mechanism of denitrification was described using the physicochemical characterization of AC, coupled with the transient experiments, in-situ Infrared and temperature-programmed desorption-mass spectrometry analysis. At last, the simultaneous desulfurization and denitrification in the moving bed reactor was simulated using a fixed-bed reactor by a cyclic continuous denitrification, desulphurization and regeneration experiment. The NO removal enhancement due to the SO2 removal and regeneration was studied, and the optimum controlling scheme of simultaneous desulfurization and denitrification was constituted. The goal of whole study is to provides the theoretical support and technical guidance of this new blending modified AC in the high efficiency and simultaneous flue gas desulfurization and denitrification.
近年来,活性焦烟气净化技术在我国得到了广泛应用。但当前活性焦的脱硝性能普遍较差,难以满足超低排放对NOx的控制要求。因此,在确保脱硫的前提下强化活性焦脱硝性能是实现活性焦高效同时脱硫脱硝的研究重点。本课题在新型共混活性焦的脱硫研究基础上,拟开展共混活性焦的强化低温脱硝研究,旨在通过不同过渡金属和天然矿物共混与活性焦脱硝关系的构建,形成共混活性焦脱硝的多金属协同配组机制;通过共混金属晶型结构、化学价态和活性焦理化性质对脱硝的作用分析,获得不同金属共混活性焦脱硝活性差异关键因素;通过暂态实验、原位红外和程序升温质谱等技术手段,解析共混活性焦脱硝反应机理。最后,通过连续脱硝-脱硫-再生循环实验,研究移动床反应器中活性焦的同时脱硫脱硝匹配机制,阐述活性焦脱硫再生强化脱硝性能作用机制,建立活性焦高效同时脱硫脱硝优化调控工艺,为新型共混改性活性焦高效协同脱硫脱硝提供理论支持和技术指导。

结项摘要

针对改性活性焦低温SCR脱硝研究较为薄弱的现状,本项目设计采用一步法共混制备金属氧化物改性活性焦催化剂,研究不同过渡金属共混型活性焦低温脱硝性能及其金属配组机制。基于共混改性活性焦催化剂孔隙结构、表面特性、活性组分等理化特征及其脱硝性能,初步建立了共混活性焦脱硝的多金属协同配组机制。研究表明,三金属共混的Cu6-Mn6-Fe1/AC在100 ℃时即获得不74.0%的NO转化率,N2选择性为97.0%。表征分析表明,过渡金属共混使活性焦催化剂表面酸性官能团、吸附氧和晶格氧的含量增加,强化了SCR反应的E-R转化机制而使催化性能得到增强。以天然矿物共混研究了过渡金属配组机制与调控,实现了基于多金属配组机制进一步强化天然矿物改性型活性焦的低温脱硝性能。研究表明,多金属配组机制对天然矿物共混制备高性能活性焦低温脱硝催化剂具有较佳的适用性,基于多金属配组调配可进一步强化天然矿物共混制备的活性焦低温SCR催化性能。模拟研究移动床反应器的脱硝-脱硫-再生工艺过程,探究共混改性活性焦的同时脱硫脱硝匹配机制与调控方案。基于金属配组调配的天然矿物共混改性活性焦具有优异的一体化联合脱硫脱硝性能。金属配组调配的天然矿物共混改性活性焦,结合加热再生设计可以很好的实现低成本高效一体化联合脱硫脱硝。P1/Ti2-15@AC经循环脱硫再生后脱硝活性得到显著提升,第一次和第二次再生后P1/Ti2-15@AC的脱硝NO转化率达到近100.0%,经三次再生后则稳定在85.0%。再生后活性焦脱硫性能降低的原因在于再生后样品微孔减少、介孔增加、表面离域π电子碳和碱性减弱;而表面B酸位量的增加以及少量分硫酸锰与氧化锰的共存使低温脱硝性能显著提升。通过本项目的实施,进一步完善了低成本共混型活性焦低温脱硫脱硝技术体系,为其产业化应用奠定坚实基础。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
The multi-metal oxides blended activated coke for efficient NH3-SCR at super low-temperature
用于超低温高效NH3-SCR的多金属氧化物混合活性焦
  • DOI:
    10.1016/j.jece.2022.108799
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    Journal of Environmental Chemical Engineering
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    彭禹锦;蒋文举;刘昱彤;姚露;陈尧;杨林
  • 通讯作者:
    杨林
Bimetallic and Polymetallic Oxide Modification of Activated Coke by a One-Step Blending Method for Highly Efficient SO2 Removal
一步共混法对活性焦进行双金属和多金属氧化物改性,实现高效脱硫
  • DOI:
    10.1021/acs.energyfuels.0c00704
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Energy & Fuels
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Yang Lin;Yao Lu;Liu Yutong;Zhao Xin;Jiang Xia;Jiang Wenju
  • 通讯作者:
    Jiang Wenju
天然矿物共混活性焦联合低温脱硫脱硝
  • DOI:
    10.11949/0438-1157.20201118
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨林;孟小谜;姚露;赖雨果;蒋文举
  • 通讯作者:
    蒋文举
Co-blending modification of activated coke using pyrolusite and titanium ore for low-temperature NOx removal.
软锰矿与钛矿共混改性活性焦低温脱硝
  • DOI:
    10.1038/s41598-020-76592-3
  • 发表时间:
    2020-11-10
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yang L;Yao L;Lai Y;Jiang X;Jiang W
  • 通讯作者:
    Jiang W

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  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨林;程友峰;廖成;丁霄
  • 通讯作者:
    丁霄

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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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