【摘要】： 二氧化碳(CO2)既是導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)的主要原因,同時又是重要的碳資源；將其捕集回收并加以利用或掩埋存儲是行之有效的減排方法。我國70%的能源依賴于煤炭,由此,分離煙道氣中的CO2是今后攻關(guān)的重點,而與CO2伴生的微量氮氧化物(NOx)雜質(zhì)氣體是生產(chǎn)高純度乃至食品級CO2的重要障礙之一,其中NO最難脫除；吸附法是深度脫除CO2中微量NO的最佳方法。本論文目的是探索研究無氧和有氧條件下能夠深度脫除CO2中的NO、同時具有循環(huán)使用性能的吸附劑,為NO吸附劑的工業(yè)化應(yīng)用提供參考。 NH3-TPD和吡啶吸附表征表明吸附劑載體對NO的吸附能力取決于其L酸強度,在考察的沸石和氧化物載體中HZSM-5和ZrO2的L酸性較強,能將N2中的150～200 ppmNO脫至0.1 ppm以下；金屬載量為4wt%的Fe、Mn、Ni、Co、Cu、Ce氧化物改性HZSM-5(nSiO2/nAl2O3=25)都能將NO脫至0.1 ppm以下；其中Ni/HZSM-5(25)對NO的精脫能力最強,相同條件下,穿透吸附量是HZSM-5(25)的6倍；Ni負載量為4wt%時,吸附劑性價比最高,Ni離子對NO的吸附利用率與載體的孔徑大小成正比；低溫和O2有利于提高吸附量,CO2則相反：400～500℃下吸附劑可用氮氣吹掃再生。 Ni、Co、Cu、Mn/HZSM-5(25)都能將CO2中微量NO深度脫至0.1 ppm以下。無氧條件下,吸附量CoNiCuMn;有氧條件下,CoCuMnNi,吸附性能優(yōu)于Fe-Mn氧化物(目前報道氧化吸附NO最佳)。通過原位紅外表征,發(fā)現(xiàn)Mn/HZSM-5(25)對NO和CO2的吸附比Ni/HZSM-5(25)弱,但更適合NOx的吸附存儲。四種吸附劑再生溫度都在400℃左右,Co、Cu/HZSM-5(25)脫附的NO比重較大,不利于脫附氣后處理；Mn/HZSM-5(25)上NOx脫附溫度最低,且Mn價格低廉,有利于工業(yè)化應(yīng)用。 運用XRF、N2吸附(BET)、XRD、FT-IR、SEM、UV-vis、UV-Raman、XPS、H2-TPR、NOx-TPD表征手段研究了離子交換法、等體積浸漬法和沉淀沉積法制備的Mn改性HZSM-5(25)對CO2中NO的氧化吸附性能與吸附劑結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)的關(guān)系；結(jié)果表明,等體積浸漬法制備的Mn/HZSM-5(25)對NO氧化吸附性能最佳,負載的氧化錳主要分布在載體孔內(nèi),活性組分Mn3O4對NO的氧化吸附性能高于Mn2O3和Mn2+離子,Mn3O4與ZSM-5孔道的協(xié)同作用是提高NO氧化吸附存儲的關(guān)鍵。Mn/HZSM-5(25)的活化溫度300℃,500℃最佳；低溫和高濃度O2有利于NO的氧化吸附,但NO氧化吸附受擴散的影響,抗水、抗硫性弱,500℃下采用干空氣再生時,再生率達75%以上。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X701

【參考文獻】

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本文編號：2729594