活性半焦负载Fe-Zn-Cu用于烟气脱硫脱硝的实验研究

发布时间：2017-05-08 17:14

  本文关键词：活性半焦负载Fe-Zn-Cu用于烟气脱硫脱硝的实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国火力发电中的煤的大量直接燃烧产生的烟气中SO_2和NO的大量排放,是导致我国酸雨现象严重的根本原因,造成严重的经济损失妨碍着我国经济的可持续性发展。因此,削减SO_2和NOx的排放量,控制大气污染、保护大气环境质量,是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。研究开发一种具有中国特色的烟气脱硫脱硝技术对我国经济持续发展有重要意义。目前工业应用的烟气处理方法成本过高,方法过于繁琐,如何高效低成本脱硫脱硝成为解决空气污染的关键。本实验采用活性半焦负载Fe-Zn-Cu实现脱硫脱硝一体化,通过固定床实验研究不同温度(100℃、200℃和300℃)对脱硫脱硝的影响。实验发现在低温条件下脱硫的效果比较理想,随着温度的升高脱硫穿透时间逐渐降低;脱硝穿透时间随着温度的升高逐渐增加。同时本实验为进一步研究工业条件下的一体化脱硫脱硝,进行一系列的模拟烟气实验。考虑到烟气中存在氧气和水的影响,分别研究氧气和水单独对脱硫脱硝,并研究同时存在氧气和水对脱硫脱硝的影响可能存在。研究发现在氧气的存在条件下明显改善脱硫脱硝效果,说明氧气能提高SO_2的转化,从而改善脱硫效果;氧气在高温下对提高脱硝效果更为明显,主要原因是氧气能使活性焦的活性位点得到活化从而提高NO的催化还原。在水分单独存在的条件下,只有300℃条件下脱硫脱硝的效果比较好,其他温度下的脱硫脱硝效果变化不明显。200℃同时存在氧气和水的条件与其他条件下200℃的转化率曲线图比较发现同时存在氧气和水对脱硫的影响最明显,能使SO_2转化为硫酸,并形成硫酸盐;而脱硝效果不如单独加入氧气的效果。在活性焦负载Fe-Zn-Cu脱硫脱硝过程中通过不同的分析手段对脱硝前后的催化剂进行表征,其中包括X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外仪(FT-IR)对脱硝前后的晶体结构变化、官能团变化进行分析,研究半焦直接还原脱除烟道气中氮氧化物的反应原理。XRD表征实验结果发现在有部分金属氧化物转化成金属硫酸盐,说明脱硫过程中有SO_2转化为硫酸并与金属反应成金属硫酸盐。红外谱图结果表明活性焦负载Fe-Zn-Cu对SO_2不仅能产生吸附而且在一定条件下可以将SO_2转化为SO42-。
【关键词】：活性半焦 Fe-Zn-Cu吸附剂 脱硫 脱硝 金属氧化物
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ424;X773
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1.绪论9-24
• 1.1 烟气中SO_2和NO_X造成的环境污染及危害9-11
• 1.1.1 SO_2的成因及危害9-10
• 1.1.2 NO_X的成因及危害10-11
• 1.2 国内外对烟气NOx和SO_2治理现状11-12
• 1.2.1 国外对SO_2和NO_X的治理现状11-12
• 1.2.2 我国对SO_2和NO_X的治理现状12
• 1.3 烟气脱硫技术研究现状12-17
• 1.3.1 湿法烟气脱硫13-14
• 1.3.2 半干法烟气脱硫14-15
• 1.3.3 干法烟气脱硫15-17
• 1.4 烟气脱硝技术研究现状17-19
• 1.4.1 选择性催化还原技术17-18
• 1.4.2 选择性非催化还原技术18-19
• 1.4.3 碳质固体直接还原脱硝技术19
• 1.5 烟气同时脱硫脱硝技术19-22
• 1.6 选题依据、研究内容与创新点22-24
• 1.6.1 选题依据22-23
• 1.6.2 研究课题内容及创新点23-24
• 2.实验准备部分24-29
• 2.1 原料及其性质24
• 2.2 实验药品24-25
• 2.3 实验仪器和设备25-26
• 2.4 植入负载金属26
• 2.5 活性评价装置26-27
• 2.6 催化剂表征27-29
• 2.6.1 傅氏转化红外线光谱分析仪(FTIR)27
• 2.6.2 X射线衍射谱图（XRD）27-29
• 3.活性焦的制备29-32
• 3.1 原料的选择29
• 3.2 改性和活化方法29-30
• 3.3 负载活性组分活性焦脱硫脱氮过程评价30-32
• 3.3.1 脱硫性能评价30-31
• 3.3.2 脱硝性能评价31-32
• 4.活性焦脱硫脱硝一体化试验研究32-39
• 4.1 反应温度对脱硫脱硝性能的影响32-33
• 4.2 氧气对脱硫脱硝性能的影响33-34
• 4.3 水蒸气对脱硫脱硝性能的影响34-35
• 4.4 不同氧气浓度对脱硫脱硝性能的影响（200℃）35-36
• 4.5 200℃加入氧气和水蒸气对脱硫脱硝性能的影响36-37
• 4.6 本章总结37-39
• 5.催化剂表征39-44
• 5.1 傅里叶红外光谱（FT-IR)39-41
• 5.1.1 结果与讨论40-41
• 5.2 X射线衍射谱图（XRD）41-43
• 5.2.1 结果与讨论42-43
• 5.3 本章总结43-44
• 6.结论与工作展望44-45
• 6.1 全文总结44
• 6.2 建议44-45
• 参考文献45-48
• 致谢48-49
• 作者简介49-50

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