环境友好型氧化镁基催化剂制备及烟气脱硝性能研究.pdf

第三编大气污染与治理研究成果与应用环境友好型氧化镁基催化剂制备及烟气脱硝性能研究胡筱敏高宇刘朋杰(东北大学资源与土木工程学院,沈阳 110004) 摘要:为控制烟气中N(),污染,采用共混合方法制备环境友好型氧化镁基催化吸附荆,并对烟气进行资源节约型直接催化分解法脱硝试验研究,分析各项条件因素,对脱硝机理初步讨论,取得良好的脱硝效果,促进经济可持续发展。关键词:脱硝;NOt烟气;直接催化分解法;催化剂燃烧煤炭等排放烟气中的SOz和NO,,是大气污染的主要来源,阻碍了经济可持续发展。经济而有效地脱除S()2和NO,,并将其转化为有用的物质是当今研究的热点。目前, 工业采用各种脱硝技术处理烟气,如:吸附法、还原法、分解法和氧化法等。针对中国烟气排放量大,资源相对匮乏,环保资金不足等国情,利用辽宁丰富的菱镁矿资源,我们探索一条新的环境友好型脱硝解决方法催化分解吸附法。对研制催化吸附剂进行模拟烟道气条件下脱硝研究,将N0,(NO占90%)吸附分解还原成无害的氮气和氧气进而去除的方法。 1 实验 催化剂的制备采用共混合法制备氧化镁基催化吸附剂。主要原料采用辽宁省东南部大石桥市的镁砂(一200目)、固化剂(分析纯沈阳市新化试剂厂)和添加剂(工业品)。工艺流程如图1所示,最后成品挤压成直径为3mm,高为5mm的柱状颗粒。图1 氧化镁基催化一吸附剂制备工艺流程 催化剂的表征在电炉中,利用数显温度仪控制制备氧化镁基催化剂的炉温。用氧化镁基催化吸附剂的 NO去除率表征其催化活性。采用傅立叶变换红外光谱仪测定脱硝前后氧化镁基催化吸附剂的FT—IR图谱;采用X 7PertPro衍射仪测定XRD图谱。 98 催化剂的活性评价脱硝模拟实验采用动态流动系统,该系统由模拟烟气配气装置、混气装置、脱硝塔部分和N(L在线监测等装置组成。脱硝实验流程见图2。 1,2,3—钢瓶;4—缓冲气囊;5,6,7一减压阀:8一微量注射器:9,10,16,17—转子流量计;ll,12,18,26一千燥剂 13·23一三通阀;14,15一气体采样器:19一气体混合器:20一水蒸气发生器:2l一数显温控器; 22—继电器:24一热电偶温度传感器;25一脱硝塔:27一气体冷却器图2 氧化镁基催化吸附剂脱硝实验流程图 2结果与讨论 焙烧温度影响氧化镁基催化吸附剂在不同焙烧温度下对NO的去除率见图3。焙烧温度在250~350。C 随焙烧温度升高NO去除率增加,焙烧温度在350~650℃之间,NO去除率达到相对较高值,但在90℃床温下,NO去除率表现不稳定有较大波动。焙烧温度650℃以后除130℃床温外,催化剂对NO的去除率呈下降趋势。逞姗餐粕焙烧温度/'c 图3焙烧活化2h温度变化对NO去除率的影响由图3分析可知,在焙烧温度低于350℃的活化初期,氧化镁基催化吸附剂中的结晶水,有机物等逐渐分解,增大了催化剂的孔隙率、孔容和比表面积。同时氧化镁也逐渐活化,活性缺陷开始形成,温度升高促进了催化活性的提高。焙烧温度350℃之后挥发分逐渐挥发完全,这时氧化镁也接近活化完全。焙烧温度在350~650℃催化剂活性保持稳定,此时催化剂晶体微粒随温度升高逐渐长大。但是当焙烧温度超过650℃,温度过高导致催化剂表面烧结,进而比表面积下降,密度增加,比重增加,催化剂表面的活性缺陷逐渐转化,导 99