炽热碳还原脱硝技术研究

发布时间：2020-06-23 00:26

【摘要】：氮氧化物是工业排放的主要有毒气体之一,对人类健康和环境存在着巨大的威胁,过量排放将带来光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等严重的环境污染问题,进而影响人类的生存环境。随着排放指标的日益严格,工业烟气中氮氧化物的脱除已引起了越来越多的关注,氮氧化物有效治理已成为环境保护的关键。目前,国内最为主流的脱硝技术是选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术,被广泛应用于燃煤电厂,且随着环保要求的日益严格,钢铁、水泥、冶金、玻璃等行业也将逐步面临严峻的脱硝问题。然而,SCR脱硝技术存在着催化剂中毒、成本较高、氨泄漏造成二次污染等缺点。活性炭由于具有较好的吸附性能和催化性能,而且催化性能不会在反应过程中失效,所以活性炭在催化还原脱硝领域被成功应用,具有研究价值和良好的前景。低温条件下活性炭的脱硝性能,以及活性炭在氧气存在时的消耗问题是炽热碳还原脱硝技术的关键。因此本文以椰壳活性炭作为还原剂,对C-NO反应条件进行了探索,在此基础上,通过在活性炭上负载金属元素进行改性,以提高活性炭的低温脱硝性能以及C-NO反应选择性。研究主要内容及结论如下:(1)温度越高越有利于C-NO反应的进行,NO还原率越高;随着时间的延长,NO还原率会发生一定的下降;氧气的存在可提高低温条件下NO的还原率,但同时会增加活性炭的消耗,使反应后期NO还原率发生明显下降;(2)活性炭负载金属元素Co、Cu、Fe、Ni、K和Ca后,低温下的脱硝效率均显著提高;在几种金属元素中,负载Co时,低温下NO还原率最高,且高活性所持续的时间最长,7%为Co的最佳负载量;(3)在负载Co基础上,分别额外负载Cu、Fe、Ni、K后脱硝效果均有提高,其中额外负载K改性后提高最为明显;而额外负载Ni和Ca改性后碳的转化率均会下降,但负载Ca后,脱硝活性会发生一定的下降。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773
【图文】：

实验台,活性炭,计算公式,消耗率

图 2-1 炽热碳脱硝反应实验台标即 NO 还原率）和活性炭消耗率是实验考察坏的标准。除率计算公式如下： 100% ininoutNOxNOxNOx NOxout分别为脱硝反应器入、出口的 NOx计算公式如下：Ccon = 1 2 1× 100%M2 分别为反应前后活性炭的质量（从催化）。

NO还原,氧浓度,反应温度,还原率

程硕士学位论文第 3 章活性炭脱硝反应条件的起始温度同样约为 300℃，超过 400℃后，NO 还原率 100%时所对应的最低温度（T100）约为 550℃，在 400 平均还原率显著高于无氧条件下对应的 NO 还原率，当温原率开始缓慢下降。由以上结果易知，O2的存在使得 C低，在 400～600℃温度范围内还原率远高于无氧条件。但碳的反应优先于 NO 与碳的反应，故烟气中 O2的存在使的结果表明当反应进行到 60~80min 时，碳的质量开始快min 时，碳几乎已消耗完毕，这也解释了有氧条件下反应下降的原因。

【参考文献】