铁及其氧化物脱硝的实验与量子化学模型研究
发布时间：2023-02-08 10:23
在我国快速经济发展的历程中,由于我国能源结构现状,煤炭在一次能源消费中占了很大的比例,煤炭的利用排放了大量的NOx等大气污染物,给人类的健康和环境造成了严重危害。严格限制排放氮氧化物成为当前环境保护的重中之重,研究NOx有效控制技术具有十分重要的现实意义和学术价值。本文首先概述了NOx的现有控制方法,介绍了目前运用较为广泛的SCR技术的优缺点,同时介绍了铁及其氧化物脱除NO技术的研究现状。综述了采用量子化学计算方法在脱硝领域的进展,以及铁及其氧化物脱除NO方法在量子化学研究中的不足。提出了本文的研究内容,即采用实验和建立量子化学模型对铁及其氧化物脱除NO的机理进行深入研究。在陶瓷管反应器中对金属铁丝卷脱除NO气体的特性进行了实验研究,采用量子化学计算软件Gaussian从分子水平上对反应的路线进行模拟。得到如下结论：(1)通过实验研究,得到了在N2氛围中铁还原NO生成氧化产物随温度的变化规律：在600℃时,铁被NO氧化为Fe3O4、Fe和FeO；在700-800℃温度范围内,Fe2O3开始生成,而FeO几乎完全消失；当温度上升至900-1100℃范围内,FeO又开始出现,氧化产物主要变...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 NOx的危害及其控制方法
1.2.1 NOx的危害
1.2.2 NOx的控制方法
1.2.3 国内外研究现状
1.3 脱硝反应路径的量子化学研究现状
1.3.1 脱硝微观反应机理的量子化学研究现状
1.3.2 计算软件及方法
1.4 本文研究内容与方法
1.5 本章小结
第二章 在N2气氛中铁还原NO的反应机理研究
2.1 铁还原NO的组分和微观结构演变的实验研究
2.1.1 实验系统
2.1.2 实验方法
2.1.3 实验结果
2.2 铁还原NO的量子化学研究
2.2.1 计算方法
2.2.2 计算结果与讨论
2.3 本章小结
第三章 CO对铁还原NO的影响的机理研究
3.1 CO对金属铁脱除NO的影响的实验研究
3.1.1 CO直接还原NO的实验研究
3.1.2 在N2气氛中CO在金属铁表面还原NO的特性
3.1.3 在模拟烟气气氛中CO在金属铁表面还原NO的特性
3.2 CO对金属铁脱除NO的影响的量子化学研究
3.2.1 计算方法
3.2.2 计算结果与讨论
3.3 本章小结
第四章 CH4对铁及其氧化物还原NO的影响的机理研究
4.1 CO与CH4对模拟烟气条件下铁还原NO的持久性的影响的比较
4.2 CH4在铁及其氧化物表面还原NO的实验研究
4.2.1 在N2气氛中甲烷在铁及其氧化物表面还原NO的特性
4.2.2 在模拟烟气气氛中CH4在铁及其铁氧化物表面还原NO的特性
4.2.3 在模拟烟气气氛中金属铁对CH4还原NO的影响
4.3 CH4还原NO的反应路径的量子化学研究
4.3.1 计算方法
4.3.2 计算结果与讨论
4.4 HCN生成机理的量子化学研究
4.4.1 计算方法
4.4.2 计算结果与讨论
4.5 本章小结
第五章 SO2对甲烷在金属铁表面还原NO的影响的研究
5.1 在N2气氛中SO2对金属铁还原NO的影响
5.2 在N2气氛中SO2对甲烷在金属铁表面还原NO的影响
5.3 在模拟烟气氛围中甲烷在金属铗表面持续还原NO
5.4 本章小结
第六章 研究总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 本文创新之处
6.3 研究展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文、专利
致谢
本文编号：3737835
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 NOx的危害及其控制方法
1.2.1 NOx的危害
1.2.2 NOx的控制方法
1.2.3 国内外研究现状
1.3 脱硝反应路径的量子化学研究现状
1.3.1 脱硝微观反应机理的量子化学研究现状
1.3.2 计算软件及方法
1.4 本文研究内容与方法
1.5 本章小结
第二章 在N2气氛中铁还原NO的反应机理研究
2.1 铁还原NO的组分和微观结构演变的实验研究
2.1.1 实验系统
2.1.2 实验方法
2.1.3 实验结果
2.2 铁还原NO的量子化学研究
2.2.1 计算方法
2.2.2 计算结果与讨论
2.3 本章小结
第三章 CO对铁还原NO的影响的机理研究
3.1 CO对金属铁脱除NO的影响的实验研究
3.1.1 CO直接还原NO的实验研究
3.1.2 在N2气氛中CO在金属铁表面还原NO的特性
3.1.3 在模拟烟气气氛中CO在金属铁表面还原NO的特性
3.2 CO对金属铁脱除NO的影响的量子化学研究
3.2.1 计算方法
3.2.2 计算结果与讨论
3.3 本章小结
第四章 CH4对铁及其氧化物还原NO的影响的机理研究
4.1 CO与CH4对模拟烟气条件下铁还原NO的持久性的影响的比较
4.2 CH4在铁及其氧化物表面还原NO的实验研究
4.2.1 在N2气氛中甲烷在铁及其氧化物表面还原NO的特性
4.2.2 在模拟烟气气氛中CH4在铁及其铁氧化物表面还原NO的特性
4.2.3 在模拟烟气气氛中金属铁对CH4还原NO的影响
4.3 CH4还原NO的反应路径的量子化学研究
4.3.1 计算方法
4.3.2 计算结果与讨论
4.4 HCN生成机理的量子化学研究
4.4.1 计算方法
4.4.2 计算结果与讨论
4.5 本章小结
第五章 SO2对甲烷在金属铁表面还原NO的影响的研究
5.1 在N2气氛中SO2对金属铁还原NO的影响
5.2 在N2气氛中SO2对甲烷在金属铁表面还原NO的影响
5.3 在模拟烟气氛围中甲烷在金属铗表面持续还原NO
5.4 本章小结
第六章 研究总结与展望
6.1 主要研究成果
6.2 本文创新之处
6.3 研究展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文、专利
致谢
本文编号：3737835
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