催化剂—等离子体联合脱除NO的研究

论文题目: 催化剂—等离子体联合脱除NO的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料物理与化学

作者: 李松骎

导师: 孙岳明

关键词: 氮氧化物,催化剂,等离子体,脱除,催化分解

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: NOx是大气污染的主要物质,,不仅严重危害人体的健康,同时也是酸雨、光化学烟雾形成的主要物种或引发物,对整个生态环境造成严重破坏。因而控制和治理这些污染已成为当前环保研究中最活跃的课题之一。在当前众多脱除NOx的技术和方法中,催化直接分解法是影响最大、研究最多的方法之一。但自从Iwamoto发现Cu-ZSM-5的较高的NO分解活性以来,催化直接分解法再没有大的进展,SO2等杂质气体对催化剂的毒化等问题都是在其工作里悬而未决的问题。本文拓宽思路,一方面努力改进现有的富有成效的催化剂以及研究新的催化剂,另一方面积极探寻催化剂与等离子体联合脱除NO的技术。主要进行了以下几项研究工作:（1） Cu-ZSM-5分子筛催化剂不同方法的制备和催化性能评价,并用前期理论计算的结果对试验现象加以解释;（2） Na-ZSM-5分子筛催化剂的制备以及造粒成型,并和等离子体联合脱除NO的实验研究;（3） Fe-ZSM-5分子筛催化剂的制备,以及和等离子体联合脱除NO的实验研究;（4）以γ-Al2O3为载体的Na2CO3吸附-催化剂的制备,和等离子体联合脱除NO和SO2的实验研究,以及初步的理论计算。研究表明:（1）当反应温度在450～500℃之间时,分散法制备的Cu-ZSM-5分子筛对NO有较好的脱除作用,NO的脱除率可以达到约81%。（2） Na-ZSM-5分子筛和等离子体联合脱除NO,作为目前国内相对较少有人关注的一个领域,取得了一定的成果,在室温下输入功率为7W时NO的转化率可达到66%,而且随着输入功率的增加,在30W时可以达到约93%。（3）Fe-ZSM-5分子筛在通过络合法负载稀土元素后,在等离子场的共同作用下,对NO有着非常高的分解率,多次实验均可以达到100%,是所有试验的催化剂中性能最好的一种;而且其起效时间非常快,是一种非常具有潜力的脱除NO催化剂。（4）以γ-Al2O3为载体的Na2CO3催化剂,在等离子体的共同作用下,可以同时较好地脱除NO和SO2,在80℃,输入功率为7W时,NO的分解率可以达到约99%。作为一项国内比较先进的技术,它较好的解决了以前在脱除NO的过程中,SO2作为杂质气体毒化催化剂的问题。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 前言

1.1 较成熟的脱NOx 的方法简介

1.1.1 液体吸收法

1.1.2 生化法脱硝技术

1.1.3 吸附法

1.1.4 还原法

1.1.5 催化分解法

1.1.6 等离子体活化法

1.2 NOx 催化脱除研究进展

1.2.1 NOx 的催化还原(Re-NOx)

1.2.2 NO 的催化分解(De-NOx)

1.2.3 小结

1.3 SOx/NOx 的一体化处理技术(NOXSO 技术)

1.3.1 SOx 氧化结合选择性催化还原除NOx 一体化技术

1.3.2 炭质材料吸附法

1.3.3 再生式除SOx 和NOx 一体化技术

1.3.4 用ZnO-Zn和ZnO粉脱除SO_2和NO_2

1.3.5 其他方法

1.4 本章小结

第二章 Cu-ZSM-5分子筛催化脱除 NO实验研究

2.1 实验部分

2.1.1 原料与设备

2.1.2 催化剂的制备

2.1.3 催化剂样品电镜图片分析

2.1.4 反应装置

2.1.5 检测装置的搭建

2.1.6 催化剂性能研究

2.2 实验结果与分析

2.2.1 催化剂制备情况

2.2.2 NO 分解机理探究

2.2.3 ZSM-5 分子筛结构对催化剂活性的影响

2.2.4 SEM电镜图的讨论

2.2.5 气相色谱图的数据分析

2.3 催化剂制备条件对活性影响的分析

2.3.1 交换次数对活性的影响

2.3.2 中间焙烧过程对活性的影响

2.3.3 交换温度对活性的影响

2.3.4 两种制备方法对活性的影响

2.3.5 反应温度对活性的影响

2.4 理论计算结果对试验现象的解释

2.4.1 NO在Cu-ZSM-5分子筛催化剂上吸附的微观机理研究简介

2.4.2 温度对吸附的影响

2.4.3 理论计算结果对试验现象的解释

2.5 小结

第三章 其他催化剂和等离子体联合脱除 NO的实验研究

3.1 等离子体及反应器简介

3.1.1 等离子体简介

3.1.2 等离子体反应器

3.1.3 反应装置

3.2 Na-ZSM-5分子筛和等离子体联合脱除NO的实验研究

3.2.1 实验部分

3.2.2 实验结果与分析

3.2.3 小结

3.3 Fe-ZSM-5分子筛和等离子体联合脱除NO的实验研究

3.3.1 实验部分

3.3.2 实验结果与分析

3.3.3 小结

3.4 以γ-Al_2O_3为载体的Na2CO_3催化剂和等离子体联合脱除NO和SO_2的实验研究

3.4.1 实验部分

3.4.2 反应机理简介

3.4.3 实验结果与分析

3.4.4 Na2CO_3分子筛吸附NO气体微观机理初步研究

3.4.5 小结

第四章 结论

致谢

参考文献

研究生在学期间发表论文情况

研究生非在学期间发表论文情况

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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