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文檔簡介
1、隨著人類社會的不斷發(fā)展,鋼鐵冶煉、火力發(fā)電、汽車尾氣及城市垃圾的焚燒等都會產(chǎn)生越來越多對生態(tài)環(huán)境和人類健康都非常有害的氣體,如SO2,NOx,CO等。近年來,世界各國的科研單位、工業(yè)生產(chǎn)部門紛紛開始進行廢氣污染治理方法的研究和應(yīng)用。氮氧化物(NOx)是較難治理又危害極大的氣態(tài)污染物,是當(dāng)前環(huán)保研究的熱點之一。 氮氧化物的直接催化分解是公認(rèn)的消除NOx污染最有吸引力的方法之一,催化分解法具有不產(chǎn)生二次污染、不消耗還原劑、經(jīng)濟性好
2、、工藝簡單等優(yōu)點而受到人們的廣泛關(guān)注。近年來,雜多酸(HPA)及其相關(guān)化合物(HPC)作為一種新穎的NOx分解催化劑吸引了各國學(xué)者的關(guān)注。HPC作為一種環(huán)境友好的催化新材料已在有機合成工業(yè)催化領(lǐng)域得到成功應(yīng)用,然而迄今尚無HPC在NOx催化轉(zhuǎn)化方面的工業(yè)應(yīng)用先例。本文系統(tǒng)地考察了多種固體雜多酸(鹽)與多種載體的組合,篩選構(gòu)建了具有吸附-分解NOx功能的多酸催化新體系。 自行設(shè)計了固定床NOx吸附-分解催化性能評價系統(tǒng),測試了制
3、得的17種固體雜多化合物和8個系列的多種負(fù)載型多酸催化體系(主要是負(fù)載型磷鎢酸,8種載體)的性能,借助現(xiàn)代儀器分析手段對幾種性能優(yōu)異的多酸催化新體系進行了紅外光譜、X射線衍射、透射電鏡和比表面積的表征。研究發(fā)現(xiàn),磷鎢酸、硅鎢酸和磷鉬酸銨都可以成為構(gòu)建多酸催化新體系的候選催化劑,分別有66.3%,62.9%和69.5%的NOx吸附率,雜多酸銨鹽對NOx具有催化還原作用。篩選得到SnO2,ZSM-5分子篩,USY沸石和SiO2可以作為構(gòu)建多
4、酸催化新體系的高性能載體,它們的最佳HPW負(fù)載量分別為50%,50%,16.7%和28.6%,它們負(fù)載HPW之后得到的最佳NOx吸附效率分別是77.3%,70.5%,65.7%,62.3%。性能最佳的催化體系為50%負(fù)載量的HPW/SnO2。對最佳催化體系HPW/SnO2(50%)進行了吸附過程特性試驗,考察了煙氣濕度、氧含量、床層溫度、空速和進氣濃度對其脫硝性能的影響。對HPW和HPW/SnO2(50%)進行了NOx吸附容量的測定,得
5、到了它們的飽和吸附曲線和累積吸附量曲線,并通過積分計算出了它們的飽和吸附量分別為50.5 mg NO2/g HPW和85.4 mg NO2/g HPW。利用紅外光譜表征結(jié)合文獻資料分析了多酸催化系的NOx吸附機理,認(rèn)為吸附過程是假液相行為下的體相Ⅰ型擴散吸附,且雜多酸的B酸酸性越強,脫硝性能越好,綜合分析后認(rèn)為NOx是通過與體相質(zhì)子結(jié)合形成(NOH)+而吸附進入體相的吸附機理。對HPW和HPW/SnO2(50%)進行了程序升溫脫附試驗,
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