發(fā)布時間：2018-05-27 17:11

  本文選題：半焦 + NO還原　； 參考：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)》2017年碩士論文

【摘要】：氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一。半焦直接還原脫硝法以其較高的NO轉(zhuǎn)化率和較低的還原劑成本,在煙氣脫硝方面獲得了廣泛的關(guān)注�，F(xiàn)有研究表明,煙氣中的O2在提高半焦脫硝效率方面有重要貢獻(xiàn),但在反應(yīng)過程中,O2也會與NO競相與半焦反應(yīng),削弱半焦的脫硝能力;因此有必要嚴(yán)格控制反應(yīng)體系中的O2含量于合理水平,發(fā)揮O2的積極作用。目前普遍認(rèn)為,O2對脫硝的促進(jìn)主要在于半焦表面形成了 C(O)官能團(tuán)。因而,本文通過以具有不同表面性質(zhì)的煤制半焦為原料進(jìn)行脫硝對比分析,考察了半焦表面C(O)官能團(tuán)等半焦表面物理化學(xué)性質(zhì)對半焦還原脫硝的影響規(guī)律和作用機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:相比于脫硝效率低的半焦(Ⅲ型吸附等溫線,無滯后環(huán)),脫硝效率高的半焦(Ⅱ型吸附等溫線,有明顯的滯后環(huán))具有更為豐富的微孔尺寸結(jié)構(gòu)(2nm)。TEM結(jié)果則直觀顯示,雖然所有半焦表面都有明顯的層結(jié)構(gòu),但脫硝效率高者表面具有相對有序的層結(jié)構(gòu),而脫硝效率低者主要由小的碎片組成,且隨機(jī)排列,較無序。半焦的有序?qū)咏Y(jié)構(gòu)很可能導(dǎo)致了表面微孔尺寸結(jié)構(gòu)的存在,從而引起脫附等溫線的滯后現(xiàn)象。由文獻(xiàn)可知,微孔結(jié)構(gòu)有助于NO在半焦表面吸附,且NO吸附有助于其在半焦表面的氧化還原反應(yīng)。結(jié)合O2存在時半焦還原脫硝條件實驗結(jié)果,X射線光電子能譜(XPS)表征顯示,半焦表面的C-O官能團(tuán)與半焦脫硝效率有很強(qiáng)的相關(guān)性。相比于其他含氧官能團(tuán)(如R2C=O和O-C=O),半焦表面熱力學(xué)穩(wěn)定的C-O官能團(tuán)在半焦直接脫硝過程中起到了很重要的作用:高含量的半焦表面C-O官能團(tuán)不僅有助于提高脫硝效率,同時可以抑制產(chǎn)物中CO的生成。論文同時結(jié)合半焦表面結(jié)構(gòu)性質(zhì)及C-O在半焦還原脫硝法中對脫硝效率、產(chǎn)物分布的影響,提出,半焦脫硝主要由兩種不同的反應(yīng)機(jī)理同時主導(dǎo),即:表面C-O官能團(tuán)參與脫硝的反應(yīng)機(jī)制和半焦表面直接氣化的反應(yīng)機(jī)制。半焦表面C-O官能團(tuán)與NO轉(zhuǎn)化率和C-NO反應(yīng)選擇性有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。提高半焦表面C-O官能團(tuán)有利于提高NO轉(zhuǎn)化率,從而有望為解決半焦直接脫硝技術(shù)中C-NO反應(yīng)選擇性差、碳耗大的難題提供技術(shù)指導(dǎo)。通過對未浸漬與浸漬鉀半焦進(jìn)行程序升溫脫附(TPD)分析,考察了半焦表面C(C)官能團(tuán)穩(wěn)定性的改變。結(jié)果顯示,浸漬活性組分(鉀)提高了脫硝效率并降低了 CO生成,且浸漬鉀后半焦表面熱力學(xué)穩(wěn)定的C-O官能團(tuán)含量明顯提高。即:鉀的存在會增加C-O官能團(tuán)在半焦表面的含量。聯(lián)系熱力學(xué)穩(wěn)定的C-O官能團(tuán)在半焦脫硝中的作用機(jī)理,半焦中鉀與表面C-O官能團(tuán)在半焦直接脫硝過程中可能存在重要的相互作用。
[Abstract]:Nitric oxide (NOX) is one of the major atmospheric pollutants. Because of its high no conversion and low reducing agent cost, semi-coke direct reduction denitrification method has been widely concerned in flue gas denitrification. The existing studies show that O2 in flue gas plays an important role in improving denitrification efficiency of semi-coke, but in the process of reaction, O _ 2 also competes with no to react with semi-coke, which weakens the denitrification ability of semi-coke. Therefore, it is necessary to strictly control the content of O2 in the reaction system at a reasonable level and give play to the positive role of O2. At present, it is generally believed that the promotion of denitrification by O 2 is mainly due to the formation of functional groups on the surface of char. Therefore, through the comparative analysis of denitrification of semi-coke with different surface properties, the effect of physical and chemical properties of the surface of semi-coke, such as functional groups, on the reduction of denitrification of semi-coke and its mechanism were investigated. The main results are as follows: compared with the semi-coke with low denitrification efficiency (type 鈪，

本文編號：1943062