石化丙烯腈尾气催化燃烧净化的高N2选择性分子筛催化剂设计
批准号:
U1862102
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
42.0 万元
负责人:
张润铎
依托单位:
学科分类:
化学工程与工业化学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
涂伟霞、于洋、张佳瑾、彭博、王昊、陈红霞、孙雪莉、王晓花、鲍文静
中文摘要
本项目基于石化丙烯腈生产过程中所释放的含氰工艺废气尚未得到根本治理的现状而申请,尝试借助选择性催化燃烧的手段,实现废气中丙烯腈、乙腈、HCN等污染物的净化脱除。拟通过活性组分配伍、拓扑结构的调控、酸性调变,制备出一系列孔径尺度的分子筛催化剂;研究其孔结构、比表面积、硅铝比、表面活性组分的分散度及电子价态;采用红外、程序升温等表面敏感技术,辅以分子模拟手段,认知反应机理;明确织构特性、组成配方与含氰废气的脱除效率以及CN-→N2选择性间的关系;继而,对废气净化技术的经济和环境效益进行综合分析;为其产业化推广奠定理论基础。
英文摘要
The applied proposal focuses on catalytic removal of nitrile gases including acrylonitrile, acetonitrile, and HCN coming from the acrylonitrile plant in petrochemical industry. A series of zeolite catalysts for selectively catalytic combustion of these nitriles would be achieved based on active component screening, topological control, and acid/base adjustment. The pore structure, specific surface area, Si/Al ratio, diversity and status of active component were investigated. Reaction mechanism was studied by experimental FTIR and TPD techniques as well as theoretical molecular simulation. The correlation among textural properties, composition, nitrile removal efficiency, and selectivity towards N2 was clarified. The economical and environmental benefit on this post-treatment technology was evaluated aiming at its practical application.
本项目针对工业丙烯腈装置尾气的排放特征,开发了分子筛体系(超微孔分子筛、介孔分子筛等)的晶貌控制合成新工艺,并探索离子交换、浸渍、化学气相沉积、骨架同晶取代等策略引入活性组分,制备了一系列分子筛型催化剂用于丙烯腈选择性催化燃烧,考察不同分子筛孔道尺寸对丙烯腈脱除效果的影响。研究发现:离子交换和气相沉积有利于活性组分引入,具有适中微孔的ZSM-5构型有利于反应及扩散行为的耦合,而SSZ-13等超微孔结构不利于丙烯腈反应物分子的扩散。通过红外、程序升温等谱学表征,辅以分子模拟手段,明晰丙烯腈在催化剂上反应的微观氧化/水解复合机制,揭示分子筛拓扑结构-酸性-活性组分-废气净化效能间的内在必然,作为改良设计的指导原则,获得综合性能优异(低温活性理想、活性温度窗口宽、具有一定耐硫耐水能力)的Cu/ZSM-5(硅铝比为30)分子筛型脱除丙烯腈催化剂,N2选择性高达95%以上。探索了催化剂的成型工艺及组成配方,提升耐硫、耐水中毒能力,创制了含氰废气一段式催化治理的新工艺,为工业含氰废气脱除催化剂的研发提供理论和实验基础。
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Synergies of Mn oxidative ability and ZSM-5 acidity for 1, 2-dichloroethane catalytic elimination
Mn氧化能力和ZSM-5酸性对1, 2-二氯乙烷催化消除的协同作用
DOI:
10.1016/j.apcatb.2020.118922
发表时间:
2020-11
期刊:
Applied Catalysis B: Environmental
影响因子:
--
作者:
[Hao Wang, Bo Peng, Runduo Zhang, Hongxia Chen, Ying Wei]
通讯作者:
Ying Wei
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
Catalysis Today
影响因子:
作者:
[Hongxia Chen, Runduo Zhang, Wenjing Bao, Hao Wang, Zichun Wang, Ying Wei]
通讯作者:
Ying Wei
Core-shell structure effect on CeO2 and TiO2 supported WO3 for the NH3-SCR process
NH3-SCR 工艺中 CeO2 和 TiO2 负载 WO3 的核壳结构效应
DOI:
10.1016/j.mcat.2020.110822
发表时间:
2020-04-01
期刊:
MOLECULAR CATALYSIS
影响因子:
4.6
作者:
[Liu, Shanshan, Wang, Hao, Zhang, Runduo]
通讯作者:
Zhang, Runduo
Highly active OMS-2 for catalytic ozone decomposition under humid conditions
高活性 OMS-2,用于潮湿条件下催化臭氧分解
DOI:
10.1007/s12182-019-0335-5
发表时间:
2019-08
期刊:
Petroleum Science
影响因子:
5.6
作者:
[Bo Peng, Wenjing Boa, Linlin Wei, Runduo Zhang, Zhoujun Wang, Zhichun Wang, Ying Wei]
通讯作者:
Ying Wei
DOI:
10.1016/j.jes.2021.12.033
发表时间:
--
期刊:
Journal of Environmental Sciences
影响因子:
6.9
作者:
[Yaodong Guo, Zhaoying Di, Xiaonan Guo, Ying Wei, Jingbo Jia, Runduo Zhang]
通讯作者:
Runduo Zhang
共 23 条
面向高湿度/超低温工况下臭氧分解长效催化剂构筑原则的探究
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批准号:22576013
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2025
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负责人:张润铎
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依托单位:
基于甲醛室温高效脱除的分子筛限域封装贵金属催化剂构建原则
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:60万元
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批准年份:2021
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负责人:张润铎
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依托单位:
具有核壳结构特征高效分子筛脱硝催化剂的构建原则
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批准号:21976012
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2019
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负责人:张润铎
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依托单位:
基于氮氧化物高效催化脱除的分子筛拓扑结构调控研究
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批准号:21477007
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项目类别:面上项目
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资助金额:87.0万元
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批准年份:2014
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负责人:张润铎
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依托单位:
建构高比表面钙钛矿复合氧化物催化燃烧含氰工艺废气的研究
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批准号:21177008
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:张润铎
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依托单位:
钙钛矿边界迁移氧的调控及与三效催化性能的匹配创研
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批准号:20977004
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2009
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负责人:张润铎
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依托单位:
国内基金
海外基金