本文關(guān)鍵詞：微波—煤基炭脫除焦?fàn)t煙氣NO_x的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢科技大學(xué)》 2015年

微波—煤基炭脫除焦?fàn)t煙氣NO_x的研究

朱政  

【摘要】：隨著社會(huì)工業(yè)的發(fā)展，引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，首當(dāng)其中的是NOx的排放近年來(lái)引起了人們的廣泛關(guān)注。NOx是引發(fā)霧霾、光化學(xué)煙霧、酸雨等一系列大氣污染的元兇之一，以前人們對(duì)NOx的控制排放重點(diǎn)關(guān)注在燃煤電廠、汽車(chē)尾氣等行業(yè)，而焦化行業(yè)排放的NOx未引起足夠的重視。2012年6月27日新發(fā)布的《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16717-2012)對(duì)焦化行業(yè)NOx排放提出了更嚴(yán)格的要求，為了適應(yīng)新的環(huán)保政策，焦化行業(yè)除了在焦?fàn)t設(shè)計(jì)和加熱技術(shù)方面來(lái)控制氮氧化物的排放外，還亟需引進(jìn)尾氣脫硝技術(shù)。目前應(yīng)用較廣的SCR、SNCR以及濕法脫硝等技術(shù)存在普遍脫硝成本高，副產(chǎn)品易引起二次污染等問(wèn)題，因此尋找一種適合于焦化行業(yè)的低成本的、高效、綠色的脫硝技術(shù)是焦化行業(yè)目前迫切的需求。本論文針對(duì)焦化行業(yè)自身特點(diǎn)通過(guò)采用微波輻照技術(shù)，以煤基炭為吸附劑和還原劑，達(dá)到高效地脫除焦?fàn)t煙氣中的NOx，主要結(jié)論如下： （1）通過(guò)對(duì)比不同來(lái)源的煤基炭在不同微波功率條件下脫硝性能，發(fā)現(xiàn)低品質(zhì)煤制備的煤基炭具有良好的脫硝性能。微波功率300w時(shí)，脫硝率為95.88%~98.10%，脫硝性能高于煉焦配煤制備的煤基炭（脫硝率為55.90%~60.56%），略低于產(chǎn)品煤基活性炭（脫硝率為100%），F(xiàn)TIR發(fā)現(xiàn)低品質(zhì)煤含有較豐富的極性官能團(tuán)，促進(jìn)對(duì)NOx的吸附和對(duì)微波能的轉(zhuǎn)換，是一種低成本的、高效的微波脫硝炭材料。 （2）通過(guò)紅外熱成像儀研究發(fā)現(xiàn)煤基炭在微波場(chǎng)中，溫度分布并不均勻，高溫區(qū)集中在煤基炭的中心區(qū)域。當(dāng)微波功率和煤基炭質(zhì)量一定時(shí)，，煤基炭在微波場(chǎng)中溫度有一極值Tmax，且功率越大，Tmax越大。當(dāng)煤基炭質(zhì)量為20g時(shí)，微波功率為100~300w時(shí)， Tmax與微波功率P滿(mǎn)足方程Tm ax232.18ln(P)879.7。 （3）煤基炭的脫硝性能隨微波功率、煤基炭質(zhì)量、煙氣停留時(shí)間的增加而增大，隨流量、空速的增大而減小。微波功率為250w時(shí)，Tmax400℃，當(dāng)煤基炭質(zhì)量為20g，煙氣流量為1000ml/min、NO濃度為268mg/m3時(shí)，脫硝率達(dá)到92.35%。當(dāng)NO濃度在268~804mg/m3時(shí)，脫硝率保持在84.25%~92.35%之間。O2的加入能促進(jìn)脫硝，當(dāng)氧含量從0%增大到4%時(shí)，脫硝率由90.00%提高到94.34%；CO2的加入對(duì)脫硝不利，當(dāng)CO2濃度由0%增加到5%時(shí)，脫硝率由89.72%降到了81.35%；當(dāng)煙氣中加入2%的水蒸氣，脫硝率由91.35%增大到93.98%，但當(dāng)水蒸氣的含量增大到4%時(shí)，脫硝率開(kāi)始下降。 （4）通過(guò)對(duì)微波煤基炭脫硝的動(dòng)力學(xué)研究表明，在快速反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)速率滿(mǎn)足方程N(yùn)O50.66exp(23.621038.314T)CNO，微波-煤基炭脫硝反應(yīng)的活化能從常規(guī)加熱條件下64kJ·mol-1降為23.62kJ·mol-1。 （5）采用等體積浸漬法分別制備銅、鈷、鎳金屬基煤基炭催化劑，在微波功率為250w時(shí)三者脫硝率分別是96.91%、93.6%、94.87%，證明銅基煤基炭催化性能最好。對(duì)銅基催化劑進(jìn)行XRD和SEM以及EDS表征，發(fā)現(xiàn)起催化作用的是CuO，呈不規(guī)則薄片狀，附著在炭表面和孔隙中。 （6）通過(guò)正交試驗(yàn)驗(yàn)證了微波-銅基煤基炭脫硝技術(shù)在處理模擬煙氣的應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響脫硝率因素的主次順序是：功率（溫度）流量煤基炭質(zhì)量催化劑用量，在最佳反應(yīng)條件（P=300w，L=1000ml/min，m=30g，ωCu=0.5%）下，微波-銅基煤基炭處理模擬焦?fàn)t煙氣脫硝率達(dá)到96.62%，NOx濃度從410mg/m3降至13.86mg/m3，遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了低成本的、高效、綠色的焦?fàn)t煙氣治理。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X784
【目錄】：

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5 劉峰;宮明明;陳鵬;安振剛;;蓄熱式臺(tái)車(chē)加熱爐NO_X生成特性數(shù)值研究[A];第八屆全國(guó)工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

6 胡偉鋒;;600MW鍋爐NO_X排放控制技術(shù)研究[A];2008中國(guó)可持續(xù)發(fā)展論壇論文集（3）[C];2008年

7 朱軍遠(yuǎn);張仕濤;王學(xué)武;陳挺;;燃燒室降低NO_x排放的優(yōu)化方案[A];山東電機(jī)工程學(xué)會(huì)第七屆發(fā)電專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

8 王潔;孫珮石;王恒穎;黃賢峰;周小蘭;;金屬離子催化劑對(duì)生物法凈化SO_2和NO_x煙氣的促進(jìn)作用研究[A];2007中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集（上卷）[C];2007年

9 吳珂;牛利;吳冬梅;汪婷;夏蘊(yùn)玉;曾山佰;;昆山大氣中O_3與NO_x的濃度分布特征及其相關(guān)性研究初探[A];第31屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)S6 大氣成分與天氣、氣候變化[C];2014年

10 劉堅(jiān);趙震;徐春明;段愛(ài)軍;;La_(2-x)Na_xCuO_4類(lèi)鈣鈦礦復(fù)合氧化物同時(shí)消除柴油碳黑和NO_x[A];第四屆全國(guó)環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 胡準(zhǔn);貴金屬節(jié)省的NO_x儲(chǔ)存還原催化劑的研究[D];清華大學(xué);2013年

2 陳瑩;氧化鋯基混合電勢(shì)型NO_x敏感電極材料的制備及性能研究[D];華中科技大學(xué);2014年

3 劉華彥;NO的常溫催化氧化及堿液吸收脫除NO_x過(guò)程研究[D];浙江大學(xué);2011年

4 崔凱;煤粉的富氧高溫空氣燃燒及其N(xiāo)O_x生成特性研究[D];清華大學(xué);2013年

5 姚佳巖;汽油機(jī)NO_x減排機(jī)理及Sr催化劑的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2008年

6 薛韓玲;燃煤煙氣中NO_x光催化治理研究[D];西安科技大學(xué);2006年

7 雷利利;NTP-NC技術(shù)脫除NO_x及對(duì)PM理化性能影響的研究[D];江蘇大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉璽;負(fù)載型銅系催化劑催化還原NO_x性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

2 陳建軍;錳基催化劑研制及其低溫選擇性催化還原NO_X機(jī)理研究[D];清華大學(xué);2007年

3 羅娜;負(fù)載型鈣鈦礦復(fù)合氧化物低溫氨選擇性催化還原NO_x的研究[D];北京化工大學(xué);2012年

4 榮力;車(chē)用NO_x傳感器敏感電極材料的制備與性能研究[D];華中科技大學(xué);2013年

5 馮志宏;低溫等離子體凈化汽車(chē)尾氣中NO_x的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究[D];江蘇大學(xué);2005年

6 許鈺娟;全硅β分子篩催化氧化NO_x工業(yè)廢氣中NO的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

7 李玉芳;分子篩ZSM-5催化氧化NO_x工業(yè)廢氣中NO的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

8 徐翔;柴油機(jī)PM和NO_x綜合控制技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

9 周文彬;采用EGR和催化還原技術(shù)降低柴油機(jī)NO_x排放的試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2006年

10 連成;燃?xì)夤I(yè)爐內(nèi)旋流燃燒和NO_x生成的數(shù)值模擬與研究[D];重慶大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：微波—煤基炭脫除焦?fàn)t煙氣NO_x的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：219607