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氮氧化物是主要的大气污染物之一,会给生态环境和人类健康带来严重的危害。随着我国电力等工业的快速发展,氮氧化物污染日益严重,氮氧化物的脱除(简称脱硝)是目前大气环境保护中的重点和难点。
众多脱硝方法中,选择性催化还原法SCR(Selective Catalytic Reduction)脱除NOx的效率较高且还原剂用量少,得到广泛应用。但现在使用的SCR脱硝工艺费用较高,昂贵的催化剂和烟气的再热是高额费用的主要因素。因此,研究和开发低温高效的SCR工艺具有十分重要的意义。
研究表明,过渡型金属铁及其氧化物对NO的消除具有较好的催化活性。考虑到铁矿石也是以铁基为主要组分的天然矿物原料,价格比较低廉,可以进一步降低选择性催化还原(SCR)烟气脱硝的运行成本,本文以铁矿石为原材料,经过粉碎、煅烧等处理制备了新的催化剂,同时辅以外加磁场改变反应器内流体的流动状态,研究了铁矿石烟气脱硝的特性以及磁场对铁矿石烟气脱硝的效率的影响。
本文制备了铁矿石催化剂并采用扫描电子显微镜、X射线多晶衍射仪、穆斯堡尔谱仪等现代分析手段对铁矿石催化剂进行了表征分析,以进一步了解催化剂的内在结构和性质,为全面评价催化剂催化性能和研究催化剂的脱硝机理打下基础。
本文建立了流化床SCR烟气脱硝的微型实验台,研究了反应温度、催化剂粒径、煅烧温度、含氧量和气体流速等参数对分别标记为A、B、C、D、E五种铁矿石脱硝效率的影响。通过研究发现,450℃煅烧后的35-60目的A类铁矿石,在200-300℃之间具有较高的脱硝效率,最高脱硝效率可以达到90%以上。
本文采用中型磁流化床烟气脱硝试验台研究了磁场对铁磁颗粒脱硝性能的影响。通过实验发现磁场对脱硝效率的影响跟磁场强度和流速有关,需要选择合适的磁场强度。在磁流化床中,0.005T磁场对其脱硝效率影响最大,与无磁场影响的流化床脱硝效率之差可达15%。