鐵基磁流化床煙氣脫硝技術研究.pdf

1、隨著我國電力等工業(yè)的快速發(fā)展，氮氧化物(NOx)的污染日益嚴重。研究開發(fā)一種適合我國國情的、高效、低成本、低污染、低能耗的脫硝技術已成為當務之急。 磁流化床脫硝技術是在傳統(tǒng)的SCR技術基礎上發(fā)展起來的新型脫硝技術。在普通流化床外施加穩(wěn)恒磁場，使床料顆粒均勻懸浮，可以提供NO與NH3充分的接觸和反應機會，提高脫硝效率。同時，磁流化床均勻的流化也保證了床中均勻的傳質(zhì)和傳熱，對化學反應十分有利。 由于該技術采用來源廣泛、價格低

2、廉的鐵及其氧化物作為SCR反應的催化劑，因此可以在較低的反應溫度下進行，降低了運行成本；同時利用磁場提高了氧化鐵的催化活性，降低了反應的活化能，加快了SCR反應的速率，使脫硝效率大為提高。 本文從實驗和理論兩方面對磁流化床脫硝技術進行了研究，初步明確了磁場強化鐵磁顆粒煙氣脫硝的機理，為該技術的推廣應用打下基礎。 本文首先建立了磁流化床煙氣脫硝實驗臺，研究了催化劑物料、反應溫度、氣體流速、磁感應強度、氨氮比等因素對脫硝效率

3、的影響。實驗發(fā)現(xiàn)三氧化二鐵顆粒的催化活性最好，250℃時脫硝效率可達到90％以上，是一種良好的低溫催化劑。反應溫度對催化劑活性影響較大，在一定溫度范圍內(nèi)，脫硝效率是隨著溫度的升高而增加的，每種催化劑都存在一個脫硝效率最高的溫度點。外加磁場確實可以提高脫硝效率，在一定范圍內(nèi)，脫硝效率會隨著磁感應強度的增加而提高。當NH3/NOx<1.1時，脫硝效率會隨之線性增加，當NH3/NOx>1.1時，脫硝效率上升趨緩。 本文通過對三種催化劑

4、反應前后的XRD圖譜、穆斯堡爾譜、BET結果的分析，研究了鐵系催化劑對脫硝反應物的吸附作用以及磁場、反應溫度等反應條件對催化劑的微觀結構、催化活性的影響，驗證了實驗結果的正確性。 理論方面，本文根據(jù)鐵氧化物的Eley-Rideal機理一級反應模型，對以Fe2O3顆粒為催化劑的實驗數(shù)據(jù)在催化反應動力學模型基礎上進行回歸分析，得出有無磁場時的催化劑本征反應表觀活化能，驗證了外加磁場確實可以促進Fe2O3顆粒催化活性的提高。