微波促进非均相催化生物柴油制备的研究进展

从非均相酸和碱催化转酯化反应的角度,综述了微波促进生物柴油制备的国内外研究进展。在微波辅助下非均相催化过程具有反应速率快、节能、环境友好、产物分离简便的优点。非均相催化剂以固体酸或者固体碱催化剂为主,反应在10～30min内完成,转化率与传统加热方式相当或者更高,所采用的固体催化剂具有可重复利用性。     

不同载体的甲醇蒸气重整制氢Cu基催化剂的研究进展

作为新能源氢能的生产途径之一,甲醇蒸气重整反应一直是众多科学家研究的热点。Cu基催化剂在甲醇蒸气重整制氢反应中表现出良好的催化性能,然而不同载体Cu基催化剂具有不同的催化性能。对近年来Cu基甲醇蒸气重整制氢催化剂载体的研究进行了评述,包括载体与Cu的相互作用和制备方法等对Cu基催化剂活性和稳定性的影响规律,总结了载体的共性特征并对未来的甲醇蒸气重整催化剂载体进行了展望。     

二甲醚发动机SCR系统仿真分析与结构优化

为了更好地对二甲醚发动机SCR催化还原性能进行优化,降低排放尾气中NOX的含量,利用仿真软件Fluent研究SCR催化转化器扩张管扩张角度、催化剂载体长度、催化剂载体间隙、收缩管收缩角度等结构参数对催化转化器内部气体流动均匀性的影响,从而为SCR催化转化器的结构优化提供依据。通过Nelder-Mead算法结合Latin hypercube sampling法选取SCR催化转化器的最优结构参数组合。结果表明：SCR催化转化器最优组合参数结构下催化剂载体前端面气体流动均匀指数为89.94%,比优化前提高5.73%,优化后能够有效提高NOX转化效率。     

柴油机后处理DOC+DPF性能试验研究

在一台非道路国四用高压共轨柴油机上,利用试验台架研究了柴油机后处理柴油氧化催化器(diesel oxidtation catalyst,DOC)、柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter,DPF)在不同温度条件下内部的化学特性。结果表明,在一定温度条件下,DOC对未燃HC、CO具有较高的转化效率,对NO的催化氧化效率随温度升高先升后降;同时,催化剂和NO2有助于降低炭烟燃烧所需的化学活化能,提高炭烟燃烧速率。研究结果对深入理解柴油机后处理DOC+DPF的工作过程具有重要的指导作用。     

车用催化转化器的非稳态升温特性

采用计算流体力学（CFD）软件建立催化剂载体的传热，传质和化学反应的多维流动数学模型，并与整个催化转化器的流场耦合求解，研究了催化剂载体的非稳态升温特性以及扩张管结构对载体温度分布和升温特性的影响，模拟结果表明，建立的催化转化器非稳态模型能较好地反映载体的升温特性；增大扩张管锥角，载体流速分布更不均匀，但载体中心区域的高速高温气流可以改善催化剂的起燃特性。     

利用机内和后处理措施改善柴油机的排放特性

采用低排放缩口型燃烧室且推迟供油提前角的方法降低轻型车用柴油机的NOx排放,同时采用氧化型催化后处理装置进一步降低CO、HC排放。试验结果表明,采用催化剂含量不同的氧化催化装置后,对柴油机排放净化效果不同。结合机内控制NOx排放的技术措施,采用氧化型后处理方式可明显改善车用柴油机的排放特性。氧化型催化转换装置的转换率与催化剂的含量有关,对一定结构催化转换装置存在最佳的催化剂含量,而且其转换率随空燃比的变化而变化。     

基于农用氢能的Ag/Co-B/CTAB催化氨硼烷产氢性能研究

氢能作为推动全球能源转型的一种清洁能源,逐渐成为世界能源领域的研究热点,研究发现氢气在农业能源应用、植物信号感知等领域具有重要意义.制备了一种高效催化剂(Ag/Co-B/CTAB)用以催化氨硼烷(AB)水解制氢,通过FTIR、XRD、XPS等技术表征Ag/Co-B/CTAB催化剂的物理化学性质,分析不同温度、催化剂含量...     

生物油模型物糠醛催化加氢试验研究

选取糠醛作为生物油催化提质的模型物,以Al2O3分子筛为催化剂载体,制备的活性物质分别为NiFe、Ni-Cu和Ni-Ce3种双金属催化剂,研究了活性组分负载量、反应温度和氢醛摩尔比对糠醛常压下催化加氢效果的影响。结果表明:当催化剂为7.5%Ni-7.5%Cu/Al2O3、反应温度为200℃、氢醛摩尔比为5.0时,能达到最佳效果,糠醛的转化率为69.95%,糠醇的选择性达到了96.26%。催化剂表征结果表明:活性物质在载体上分散效果较好,用后催化剂表面积炭主要为未降解的有机物或者其聚合物。     

N_2加压下Ni-Co/HZSM-5改性生物油模拟物

利用微型管式炉对生物油模拟物进行催化加压试验,研究模拟物催化加压的特性以及反应机理。以分子筛HZSM-5为载体,通过浸渍法制备负载Ni、Co的HZSM-5催化剂,并对其进行表征。结果表明:加压能减少催化剂的积碳,但过高会使催化剂失活;压强为1.5MPa、温度为250°C及反应时间为30min时,模拟物各组分的转化率较高,乙酸的转化率能达到92.75%,模拟物p H值从2.31提高到5.74。同时,探讨了模拟物加氢催化脱氧的反应机理。     

固体碱催化菜籽油合成生物柴油的研究

为了探索低成本高效率的催化合成生物柴油,制备了K2CO3-人造沸石固体碱催化剂,并运用X射线晶体衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和综合热分析仪(TG-DSC)对催化剂进行表征,同时研究了利用该催化剂催化菜籽油制备生物柴油的工艺条件。研究结果表明:在550～650℃范围内,K2CO3在人造沸石表面形成具有强催化活性的新晶相,分散在人造沸石表面,使催化活性增加。制备催化剂的最佳工艺为:催化剂制备温度550℃、催化剂用量为原料油质量的6%、醇油物质的量比15/1、反应温度70℃、反应时间3h,生物柴油产率可达97.4%。该工艺具有催化剂制备工艺简单,生物柴油产率高等优点。     

非贵金属类甲烷催化燃烧催化剂的研究进展

甲烷作为天然气的主要成分,研究其低温下的催化活化对其应用有着重要意义。文章重点针对甲烷催化燃烧技术,归纳了近年来此技术在非贵金属催化剂研究方面的进展,重点阐述了催化剂制备方法对催化剂发展的影响,并且探讨了甲烷催化燃烧技术相关催化剂未来的发展方向。     

油菜秸秆真空热解蒸气在线催化提质研究

以HZSM-5分子筛为催化剂,在两段式反应器上对油菜秸秆真空热解产生的蒸气进行了在线催化提质研究。考察了催化温度、催化剂用量和HZSM-5硅铝比对产物产率的影响;并以油相产物产率为指标,采用响应面法对工艺参数进行了优化,并对在最优条件下制取的油相和水相产物进行了理化特性分析。研究结果表明,催化温度、催化剂用量和硅铝比对产物产率影响显著;获得最高油相产率的工艺参数为:催化温度为491.0℃、催化剂用量为33.2 g(生物质与催化剂质量比为0.301)、硅铝比为53,此时,油相产率达9.80%,与预测值9.90%较为接近;油相产物的H/C摩尔比、p H值和高位热值分别为1.518、5.15和33.80 MJ/kg,可用作动力机械燃料;水相产物(干基)的H/C摩尔比和高位热值分别为1.269和29.69 MJ/kg,同样具有较高的燃料品质。     

车用稀土三元催化转化器的研究

利用负载型La0.8Sr0.2CoO3燃烧催化剂的载体效应,对汽车排放废气进行催化转化,以减少对环境的污染。在转鼓试验台上进行汽车整车排放性能试验,对使用该催化剂制成的稀土三元催化转化器的净化效果进行分析研究。结果表明,该催化剂用于催化净化汽车排放废气有明显的效果,且成本低,不造成重金属的二次污染,抗中毒能力强和工作寿命长,具有较为广泛的应用前景。     

农用柴油机SCR催化箱外置保温层对其温度场影响的试验研究

在发动机台架上,通过转动SCR催化箱内呈一字形布置热电偶的测量段,在稳态工况下对沿轴向多个截面内的温度场进行测量,研究催化箱外保温层对SCR催化箱内温度场分布规律及其对NOX转化效率的影响。结果表明:催化箱外设置保温层能使催化箱内温度沿轴向下降幅度减小,并改善其温度分布的均匀性。试验条件为:空速21 000 h^-1,排气温度475℃,尿素喷射量氨氮比为1。催化箱外无保温层时,因散热损失大于SCR反应放热,SCR催化剂载体后的平均排气温度低于催化剂前3℃;设置保温层后,散热损失减少,SCR催化剂载体后的平均排气温度高于催化剂前4℃。排气温度265℃时,外置保温层使NOX转化效率提高2%;排气温度475℃时,外置保温层反而使NOX转化效率降低3%。     

化学酯交换新工艺研究

酯交换分酶法酯交换和化学酯交换,酶法酯交换尚未实现工业化应用,而化学法已经应用于工业化。甲醇钠催化酯交换因其工艺简单,反应时间短,成本低在国外广泛应用于油脂酯交换改性中。由于我国GB2760加工助剂目录中没有甲醇钠,因此需要寻找一种新的催化剂来应用于油脂酯交换改性技术中。本文采用片碱、甘油和水制作成新的催化剂进行酯交换反应,结果显示,片碱:甘油:水=1:2:7(wt%)混合后作为新的催化剂催化酯交换反应最佳条件为:催化剂添加量1.0%(wt%油基)、反应温度120℃和反应时间40min,在此条件下能够完成随机酯交换,得到的固体脂肪含量(SFC)曲线与甲醇钠催化酯交换结果一致。根据试验室数据完成生产调试,将新的酯交换方法成功应用到生产实践中。     

催化型微粒捕集器主被动再生性能数值模拟

通过数值模拟和发动机试验验证,建立了催化型微粒捕集器(CPF)的数值模型,引入微粒(PM)催化再生比α用以评价CPF催化剂催化效率,分析研究了CPF进口条件等对催化效率的影响并依据催化效率区间选择催化剂涂覆量大小;分析了3种过滤体孔道形状、壁面渗透率、碳烟渗透率等对CPF压降特性以及主动再生频率的影响;研究了3种物理参数对CPF主动再生最高温度的影响。结果表明:在特定温度范围内,随着初始碳烟量和NO与NO2体积分数比的提高,催化剂催化效率提高;正六边形孔道、高壁面渗透率及高碳烟渗透率情况下,主动再生频率较低;正四边形孔道、高壁面渗透率和低碳烟渗透率情况下主动再生最高温度较低。     

车用催化器载体蜂窝孔内CO向催化剂表面质量传输分析

催化转化器中CO化学反应属于气－固非均相催化反应，在载体蜂窝孔内CO向催化剂固体表面的质量传输过程中CO的转化率有着重要影响。通过研究CO的传质过程发现：传质表面积、流体中CO的浓度和空速3个因素对CO的传质速率有着重要影响；增加载体的有效传质表面积，可以有效地增大传质速率；流体中CO浓度越高则传质速率也越大，但不能以此来提高CO的传质速率。因为目的是为了降低排气中的CO浓度、空速对传质速率的影响是通过速度附面层或浓度附面层对传质系数的影响表现出来的，随着空速的增加传质系数也在不断地增加，在一定范围内二者呈线性关系，当超出这一范围后传质系数的增长速率变慢，并最终趋向于稳定。     

怠速工况下氧化型催化转换器辅助DPF再生方法

在柴油机颗粒物捕集器(DPF)前端安装氧化型催化转换器(DOC),通过在氧化型催化转换器前端喷入柴油来提高柴油机尾气温度,并通过降低柴油机尾气流量进一步提高尾气温度,可以实现柴油机颗粒物捕集器再生.整个再生系统由喷油器、氧化型催化转换器和柴油机颗粒物捕集器组成.在发动机台架上对该再生方法进行系统试验研究,包括再生时氧化型催化转换器的升温特性、喷油流量与温度升高幅度的关系、DPF再生过程和再生方法的燃油经济性及二次污染.结果表明怠速工况下DOC辅助DPF再生能顺利实现,再生过程消耗柴油120.5 g,再生过程中排放的CO和HC分别为12.4g和1.1g.     

基于载La半焦基催化的松木热解试验

采用浸渍法,以松木热解半焦为载体,制备了载La半焦基催化剂,利用自行设计的两段式生物质催化热解固定床反应系统进行松木燃料棒催化热解试验,研究不同重整温度下载La半焦基催化剂对生物质热解气、焦油、焦炭三相产物的影响规律.通过气体组分的变化、焦油FTIR谱图的变化以及催化剂SEM、XRD表征特性测试,探讨载La半焦基催化剂...     

醋酸改性电石渣催化酯交换特性研究

以醋酸为改性介质,从醇油摩尔比、催化剂质量分数、酯交换温度及时间等因素出发,并辅以热重分析仪、X射线衍射仪、N2吸附仪和哈米特指示剂等催化剂表征手段,通过酯交换实验系统研究改性电石渣催化酯交换的特性。酯交换原料油(花生油)脂肪酸中的碳原子长度主要为16~18碳;醋酸改性后,电石渣主要成分为(CH3COO)2Ca·0.5H2O,经800℃煅烧活化处理后转变为CaO,比表面积为19.07 m2/g、比孔容积为0.081 4 cm3/g,且能够表现出比未改性电石渣煅烧产物更强的催化酯交换性能。在醇油摩尔比15、催化剂质量分数4%、酯交换温度59℃、酯交换时间2 h的工况下,醋酸改性电石渣催化酯交换能取得甘油收率为96.79%,且重复使用5次时,甘油收率仍能达到92.90%。