催化氧化耦合超重力技术脱除NOx的研究
2019-02-13吴博段开娇唐光阳贾丽娟高冀芸彭金辉刘天成
吴博,段开娇,,唐光阳,贾丽娟,高冀芸,彭金辉,刘天成
(1.云南民族大学 化学与环境学院,云南 昆明 650504;2.非常规冶金教育部重点实验室,云南 昆明 650093)
化石燃料燃烧过程中形成的氮氧化物NOx(主要是NO)是主要的大气污染物,NOx的排放带来许多环境和健康问题,如酸雨、光化学烟雾、雾霾和肺水肿等[1-3]。选择性催化还原(SCR)技术是目前脱除NOx效率较高的技术,已得到广泛应用[4-9]。但是,目前的SCR技术存在着催化剂中毒失活、NH3泄漏、NH3的高成本等缺点[10-12]。因此开发新的环境友好型NOx控制技术,具有重要的应用价值。陈建峰等在旋转填充床(RPB)中以FeII(EDTA)溶液作吸收液,NOx脱除率达90%[13-16]。刘有智等采用臭氧氧化NO,在RPB中以硝酸作吸收液,NOx的脱除率达90%[17-19]。
本实验以“两步法”去除NOx,利用MnFeOx催化剂在一定温度下,将NO部分的氧化为NO2,利用RPB强化NaOH溶液吸收脱除。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
原料气体N2(99.99%)、O2(99.999%)、NO(1%,其余为N2);Mn(CH3COO)2·4H2O、KMnO4、NaOH、聚乙二醇(PEG1000)均为分析纯。
D08-4F质量流量控制器;D07质量流量计;WTS9106全自动便携式模拟废气分析仪;KSL-6D-11管式炉反应器;旋转填充床(RPB),自制;ICS-1500离子色谱仪;PHS-25 pH计。
1.2 催化剂制备
采用有机溶剂法[20]按摩尔比PEG1000∶Fe3+∶Mn7+∶Mn2+=1∶40∶10∶50,制备非负载型双组分MnFeOx催化剂。
将Mn(CH3COO)2溶液置于恒温50 ℃的水浴锅中并不断搅拌,滴加聚乙二醇溶液,充分搅拌后,再滴加入KMnO4溶液。混合溶液继续搅拌4 h后陈化12 h。用蒸馏水清洗沉淀物直至滤液pH=7,100 ℃干燥12 h,马弗炉中400 ℃焙烧4 h。研磨,过筛,选择40~60目的催化剂颗粒备用。
1.3 实验方法
管式炉反应器内径6 mm,催化剂的装载量0.5 g,采用转子内径45 mm,外径105 mm,高15 mm的逆流型RPB。实验装置见图1。

图1 实验流程图Fig.1 Experimental flow chart
1.质量流量计;……
