活性焦脱除电厂烟气中NOx研究

摘要

活性焦作为吸附剂和催化剂载体在工业领域得到了广泛应用。近年来，基于活性炭材料的干法NOx控制技术引起了研究者的持续关注，其主要优点是工艺温度与经除尘、脱硫后电厂排烟温度相匹配，所需能耗低及耗水量少等。本论文在固定床反应器实验装置上研究了低温下活性焦脱除NOx规律，浅析了脱除机理。主要结论如下:
　　以商业用活性焦为原料，利用浓盐酸对其进行预处理，并对预处理前后的活性焦样品进行了工业分析、元素分析及比表面积测定。结果表明，与原始活性焦相比，预处理后的活性焦样品挥发分明显减少，微孔结构和比表面积显著增加，有利于吸附脱除氮氧化物。
　　在固定床反应器实验装置上，采用模拟烟气考察了反应温度、NO入口浓度和停留时间等工艺参数对活性焦脱硝性能的影响。研究表明，随着反应温度升高，活性焦的脱硝效率大幅下降;随着NO入口浓度增加，活性焦对NO的氧化作用先增大，但NO入口浓度高于500 ppm时，该氧化作用趋于减弱。
　　采用三种金属氧化物（CuO、CeO2和MnO）对活性焦进行改性，并考察了改性活性焦的脱硝性能。结果表明，三种改性活性焦中，CeO2改性活性焦的脱硝效果最优;经CeO2负载后，活性焦表面碱性官能团含量增加，显著提高脱硝效率;不同CeO2负载量（1％、2％和5％）改性活性焦中，2％负载量的活性焦效果最好，其吸附量可达1.35 mmol/g。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 NOx来源与危害

1．2．1 NOx来源

1．2．2 NOx危害

1．3 烟气NOx脱除

1．3．1 减排技术

1．3．2 微生物法

1．3．3 物理方法

1．4 活性焦(炭)脱硝

1．4．1 活性焦(炭)脱硝研究

1．4．2 NO与O2反应机理的研究进展

1．5 研究内容

第2章 实验仪器与方法

2．1 仪器与试剂

2．1．1 仪器设备

2．1．2 实验用气体

2．1．3 试剂与药品

2．2 实验流程

2．3 实验材料与表征

2．3．1 实验材料

2．3．2 工业分析与元素分析

2．3．3 比表面积和孔结构的测定

2．3．4 Boehm滴定分析

2．3．5 傅里叶变换红外光谱

2．3．6 扫描电镜

2．4 预处理样品的结果与分析

2．4．1 工业分析及元素分析

2．4．2 孔隙结构

2．5 本章小结

第3章 活性焦脱硝性能研究

3．1 操作参数影响

3．1．1 入口一氧化氮浓度影响

3．1．2 停留时间的影响

3．1．3 反应温度的影响

3．2 活性焦上NO吸附-催化氧化过程机理分析

3．2．1 FTIR谱图分析

3．2．2 吸附-催化氧化机理浅析

3．3 本章小结

第4章 负载金属氧化物活性焦的脱硝性能研究

4．1 改性活性焦的制备

4．2 改性样品表征测试

4．2．1 比表面积

4．2．2 表面官能团的酸碱性分析

4．2．3 扫描电镜分析

4．3 改性活性焦脱硝性能

4．3．1 不同负载金属对脱硝性能的影响

4．3．2 氧化铈负载量对脱硝性能的影响

4．3．3 氧气浓度对氧化铈改性活性焦脱硝性能的影响

4．4 改性活性焦脱硝机理的分析

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果