鐵催化還原氮氧化物的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、NO是煤燃燒過程中產(chǎn)生的主要污染氣體之一，對(duì)人類健康和環(huán)境有嚴(yán)重的危害，因此研究NO的有效控制技術(shù)具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)的工程實(shí)踐參考價(jià)值。作者提出了一種基于鐵直接催化脫除NO氣體的有效方法，并進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究和機(jī)理分析。
　　 首先概述了當(dāng)前脫硝技術(shù)的研究進(jìn)展，并著重介紹了再燃和選擇性催化還原兩種代表性的脫硝技術(shù)，同時(shí)指出了它們存在的問題和當(dāng)前研究熱點(diǎn)，前人在鐵及其氧化物在NO脫除方面的研究工作做了討論。在此基礎(chǔ)上，提出

2、了本課題的研究目的和研究方法。
　　 本文采用了鐵絲卷作為催化脫除NO的鐵樣品。實(shí)驗(yàn)在一個(gè)陶瓷管反應(yīng)器中以氮?dú)鉃榛A(chǔ)的NO體積濃度在0.05％-0.1%的模擬煙氣進(jìn)行。陶瓷管內(nèi)徑2.5cm，由程序控溫的電加熱爐加熱。加熱段長(zhǎng)度為30cm，煙氣流量為1.5L/min。在實(shí)驗(yàn)中，使用了幾組不同長(zhǎng)、寬尺寸的鐵絲卷，鐵絲卷網(wǎng)孔的大小為6mm×6mm，鐵絲直徑0.5mm。鐵絲網(wǎng)首先卷成直徑略小于陶瓷管內(nèi)徑的卷，然后水平放在加熱段的中央。實(shí)

3、驗(yàn)溫度為300℃～1200℃。對(duì)CO，CO2和O2等不同氣體對(duì)鐵脫硝效果的影響特性進(jìn)行了測(cè)試。出口煙氣的變化通過一個(gè)在線氣體分析儀(型號(hào)：ECOM-J2KN，德國(guó)產(chǎn))監(jiān)測(cè)。鐵樣品實(shí)驗(yàn)前后的表面微觀結(jié)構(gòu)和組分的變化通過XRD和掃面電鏡進(jìn)行了分析。
　　 本文研究結(jié)果得出的主要結(jié)論如下：
　　 (1)通過在惰性氛圍中鐵催化還原NO的實(shí)驗(yàn)研究，表明鐵對(duì)NO有很好的催化還原效果，并確定在實(shí)驗(yàn)條件下由長(zhǎng)×寬=160mm×80mm的

4、鐵絲網(wǎng)卷成的鐵絲卷對(duì)NO的催化還原效果最佳，680℃以上時(shí)NO脫除效率可達(dá)95%。
　　 (2)通過在還原性氛圍中鐵催化還原NO的實(shí)驗(yàn)研究，表明CO能夠很好的促進(jìn)鐵對(duì)NO的催化還原。在1000ppm氛圍中，600℃時(shí)鐵對(duì)NO的催化還原效率可達(dá)到95%，相比惰性氛圍，溫度下降了180℃；同時(shí)表明CO濃度越高，對(duì)鐵催還還原NO效果越好。
　　 (3)通過在氧化性氛圍中鐵催化還原NO的實(shí)驗(yàn)研究，表明O2能夠強(qiáng)烈的抑制鐵對(duì)NO的

5、催化還原，氧氣濃度越高這種抑制作用越強(qiáng)烈。1050℃時(shí)，惰性氛圍中鐵對(duì)NO的脫除效率高達(dá)99%，氧氣濃度為0.5%時(shí)鐵對(duì)NO的脫除效率為90%，氧氣濃度為1%時(shí)鐵對(duì)NO的脫除效率為80%，氧氣濃度為2%鐵對(duì)NO的脫除效率降至60%，氧氣濃度為4%時(shí)NO脫除效率更是降至35%。
　　 (4)通過在CO2氛圍中鐵催化還原NO的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)CO2對(duì)鐵催化還原NO有一定的抑制作用，但溫度高于700℃時(shí)，CO2的抑制作用已經(jīng)不明顯。

6、r>　　 (5)在模擬煙氣(16.8%CO2，1%-2% O2，0.05% NO)條件下，鐵絲卷在一定溫度時(shí)，脫除NO的效率可超過90%。結(jié)果表明，在CO濃度為4%、O2濃度為1%時(shí)，鐵對(duì)NO的催化還原效果最佳，650℃時(shí)NO脫除效率可達(dá)90%以上。
　　 最后，本文通過掃描電鏡(SEM)技術(shù)和X衍射(XRD)技術(shù)研究反應(yīng)后鐵樣品的表面微觀形態(tài)和組分變化。測(cè)試結(jié)果表明，在惰性和還原性氣氛中，鐵樣品表面多孔、蓬松的結(jié)構(gòu)，有助于鐵