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Mo/Cex Zr1-xO2催化剂的协同调控及其低温NH_3-SCR活性及抗中毒性能研究
赵勇刚;蔡彦迪;杜顺鑫;唐添发;姚磊洋;袁宪强;【目的】为开发高效、环保的低温脱硝催化剂，解决燃煤电厂低负荷运行时烟气温度无法满足SCR脱硝催化剂最佳反应温度的问题，提升NH3选择性催化还原(NH3-SCR)反应的低温活性及抗中毒性能。【方法】本文采用共沉淀法和湿浸渍法设计并制备Mo改性的Ce-Zr固溶体(CexZr1-xO2)催化剂(Mo/CexZr1-xO2)，通过X射线粉末衍射(X-ray diffraction,XRD)、氢气程序升温还原(H_2-temperature-programmed reduction,H_2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH_3-temperature programmed desorption,NH_3-TPD)等表征手段分析催化剂的结构、氧化还原能力及酸位分布。【结果】研究表明，Ce与Zr形成立方萤石结构的固溶体，显著增强了催化剂的氧化还原能力与比表面积，而MoO3的引入提供了关键的酸位点，协同促进NH3吸附活化。其中，Mo/Ce0.5Zr0.5O2(Mo/C5Z5)催化剂表现出最优性能：在200～350℃内NO转化率>90%,N2选择性高，且在含200μL/L SO2与5%H2O的苛刻条件下仍保持80%以上活性，抗硫抗水性能显著优于传统钒基催化剂。【结论】该研究为开发高效、环保的低温脱硝催化剂提供了新策略，为解决燃煤电厂低负荷运行条件下脱硝催化剂最佳活性与反应温度不匹配的问题提供了新思路，未来需进一步优化性能及长期稳定性以适应复杂烟气环境。
沉淀剂用量对MnOx催化剂脱硝性能的影响机理研究
封硕;刘欢欢;吕轩;苑鹏;王云飞;宋蕊;杨柳;李新强;【目的】燃煤电厂排放的NOx会对环境造成严重危害。因此，严格控制烟气中NOx的排放有利于降低燃煤电厂对大气环境的污染，从而提升空气环境质量。目前，氨选择性催化还原法(ammonia-selective catalytic reduction,NH_3-SCR)是应用最为广泛的实现烟气脱硝的方法，该技术的核心是高效催化剂的设计。为提升MnOx催化剂的脱硝效率，需要首先研究沉淀剂用量对其活性的影响。【方法】本研究采用共沉淀法制备了不同沉淀剂用量的MnOx催化剂。并通过一系列表征测试手段，对不同沉淀剂用量的催化剂进行对比分析，探究沉淀剂用量对催化剂活性的影响机理。【结果】研究表明，以0.1 mol氨水为沉淀剂制备的0.1AH-MnOx催化剂表现出最优的催化活性，在200～300℃范围内，NO转化率可达95%以上。沉淀剂用量过多加剧了催化剂的团聚现象，导致催化剂颗粒状结构增大，使得催化剂的比表面积、平均孔径和孔容减小。另外，随着沉淀剂用量的增加，催化剂的表面酸性也随之减小。这与催化剂的比表面积减小有关，而催化剂的比表面积减小导致催化剂表面的活性位点减少，不利于NH3的吸附和活化，最终导致催化剂的反应活性下降。0.1AH-MnOx催化剂的脱硝性能略优于0.2AH-MnOx催化剂。但由于0.1AH-MnOx催化剂沉淀剂用量较少，使得催化剂产量较低，导致生产成本增加。并且0.2AH-MnOx与0.1AH-MnOx催化剂的形貌结构、比表面积和表面酸性差异最小，同时0.2AH-MnOx催化剂具有较高产量。【结论】因此，通过沉淀法制备催化剂，不仅要优化沉淀剂的种类，还要注重从沉淀剂用量和成本等方面进行综合考虑，以达到最优效果。
不同气氛热处理对SO2中毒的WO3/CeO2催化剂再生活性的影响
赵文瑞;李佩晓;蒋沛婷;马凯莉;李露露;【目的】氨选择性催化还原被认为是控制电厂尾气主要成分NOx排放的最佳技术之一，其中催化剂是该技术的关键所在。负载型钨铈催化剂是中高温度范围内具有优异脱硝活性的非钒基催化剂，为使该催化剂保持长期高效的脱硝活性，深入研究其SO2中毒失活再生机理具有重要意义。【方法】本研究使用不同气氛(N2、Air-N_2+O2、NH3)对SO2中毒的WO3/CeO2(W/Ce-S)催化剂在400℃下进行热处理，探究SO2中毒WO3/CeO2催化剂的失活再生机理。借助X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、热重分析、氢气程序升温还原等表征手段，探究不同气氛热处理后催化剂再生效果存在差异的具体原因。【结果】研究发现，SO2中毒的WO3/CeO2催化剂经不同气氛热处理后，脱硝活性都可以得到不同程度的恢复。其中，经NH3热处理后，W/Ce-S的脱硝活性恢复至中毒前水平的97.4%。借助多种表征手段发现，这主要是因为经NH3热处理后，W/Ce-S催化剂表面沉积的硫酸铵盐和金属硫酸盐物种得到了最大程度的分解，使其表面活性位点和氧化还原能力得以恢复，促进了其催化活性再生。【结论】研究结果为环保型抗硫催化剂的设计提供了理论依据。
基于非支配排序遗传算法的虚拟同步光储并网系统动态特性解析与多目标协同控制
魏振;任杰;李仪佳;王志清;孟境辉;【目的】随着全球能源结构转型和可再生能源的广泛应用，具有清洁、可再生特性的光伏发电系统在电力系统中的占比日益加大，但其对电网稳定性的影响也逐渐变大。为降低光伏发电系统输出功率的波动性对电网稳定性的影响，【方法】本文提出了一种基于智能算法优化与虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术的光储三相并网系统优化方法。通过深入分析VSG控制原理和储能系统控制参数(比例增益Kp和积分增益Ki)对系统电压、电流、频率方面的影响，构建了光储三相并网系统整体模型，并采用非支配排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对直流电压方差、交流频率方差进行多目标优化。优化结果通过优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)进行综合评价，通过和传统PI控制进行对比，验证了优化参数配置的有效性。【结果】研究表明，经过TOPSIS优化后的VSG控制系统在稳定频率和电压偏差方面的数值分别为50 Hz和-0.064%，明显优于PI控制的50.2 Hz和0.354%。基于VSG控制的系统在电压畸变率、负序电压不平衡度方面也表现优异，其中电压正弦波畸变率仅为0.12%，远低于PI控制的3.78%，负序电压不平衡度为0.002%，显著低于PI控制的0.023%。并网电压的质量显著改善，证明了NSGA-Ⅱ优化的VSG控制模型在提高系统稳定性和电能质量方面的有效性。【结论】本研究为光储并网系统的优化设计提供了新的思路和方法，为可再生能源并网技术的发展提供了有力支持，有助于推动未来能源管理系统向更高效、更可靠的方向发展。
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期刊简介
刊名：《电力科技与环保》
刊期：双月刊
国内刊号（CN）：32-1808/X
国际刊号（ISSN）：
ISSN 1674-8069
主管单位：
国家能源投资集团有限责任公司
主办单位：
国家能源集团科学技术研究院有限公司
学术支撑：
低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室
主要栏目：
热能工程 清洁发电 新能源发电 融合发电
联系电话：
编辑部主任：安风霞
025-89620866；15150504310
责任编辑：林正根
025-89620868；18795905901
责任编辑：沈凡卉
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责任编辑：俞 颖
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编务：王雅昀
025-89620871；13851407202