甲烷在金属铁及氧化铁表面还原NO的研究

摘要

在程序控温电加热水平陶瓷管反应器、N2气氛和模拟烟气气氛及300～1100℃时,对甲烷在金属铁及其氧化铁表面还原NO的特性进行了实验研究.为使甲烷在脱硝反应后完全燃尽以及脱硝反应过程生成的CO等中间产物完全燃尽,在第一段加热炉后串联了第二段加热炉,补充氧气,实现燃尽.结果表明,甲烷在金属铁及氧化铁表面能够高效地还原NO.在N2气氛中,在900℃以上温度范围内甲烷在金属铁表面的脱硝效率超过95％,与甲烷在氧化铁表面的脱硝效率差别很小.在模拟烟气条件下,当过量空气系数小于1.0时,在900℃以上时,甲烷在金属铁和氧化铁表面的脱硝效率都能超过90％,且未燃尽和燃尽两种条件下NO的还原率相差不大.NO同时通过金属铁的直接还原和甲烷的再燃还原两种反应机理脱除.而甲烷则通过还原氧化铁为金属铁,从而使金属铁直接还原NO可持续进行.同时,甲烷再燃反应的中间产物HCN/NH3等被氧化铁还原,从而使燃尽后的脱硝效率不下降.研究结果表明,甲烷和金属铁或氧化铁在富燃料条件下可有效地还原NO.