鐵基磁流化床煙氣脫硝技術(shù)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(yán)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(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。 磁流化床脫硝技術(shù)是在傳統(tǒng)的SCR技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型脫硝技術(shù)。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(yīng)機(jī)會，提高脫硝效率。同時(shí)，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(xué)反應(yīng)十分有利。 由于該技術(shù)采用來源廣泛、價(jià)格低

2、廉的鐵及其氧化物作為SCR反應(yīng)的催化劑，因此可以在較低的反應(yīng)溫度下進(jìn)行，降低了運(yùn)行成本；同時(shí)利用磁場提高了氧化鐵的催化活性，降低了反應(yīng)的活化能，加快了SCR反應(yīng)的速率，使脫硝效率大為提高。 本文從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面對磁流化床脫硝技術(shù)進(jìn)行了研究，初步明確了磁場強(qiáng)化鐵磁顆粒煙氣脫硝的機(jī)理，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 本文首先建立了磁流化床煙氣脫硝實(shí)驗(yàn)臺，研究了催化劑物料、反應(yīng)溫度、氣體流速、磁感應(yīng)強(qiáng)度、氨氮比等因素對脫硝效率

3、的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三氧化二鐵顆粒的催化活性最好，250℃時(shí)脫硝效率可達(dá)到90％以上，是一種良好的低溫催化劑。反應(yīng)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(gè)脫硝效率最高的溫度點(diǎn)。外加磁場確實(shí)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(yīng)強(qiáng)度的增加而提高。當(dāng)NH3/NOx<1.1時(shí)，脫硝效率會隨之線性增加，當(dāng)NH3/NOx>1.1時(shí)，脫硝效率上升趨緩。 本文通過對三種催化劑

4、反應(yīng)前后的XRD圖譜、穆斯堡爾譜、BET結(jié)果的分析，研究了鐵系催化劑對脫硝反應(yīng)物的吸附作用以及磁場、反應(yīng)溫度等反應(yīng)條件對催化劑的微觀結(jié)構(gòu)、催化活性的影響，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。 理論方面，本文根據(jù)鐵氧化物的Eley-Rideal機(jī)理一級反應(yīng)模型，對以Fe2O3顆粒為催化劑的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在催化反應(yīng)動力學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行回歸分析，得出有無磁場時(shí)的催化劑本征反應(yīng)表觀活化能，驗(yàn)證了外加磁場確實(shí)可以促進(jìn)Fe2O3顆粒催化活性的提高。