微波誘導催化同時脫除煙氣中的SO2和NO
摘要:研究了MnO2/γ-Al2O3催化劑在微波誘導下各工藝條件對SO2和NO脫除率的影響。結果表明:微波加熱提高MnO2/γ-Al2O3催化劑活性同時還拓寬了催化劑的最高活性溫度區(qū)間;相同反應溫度下,微波功率或空速越大,SO2和NO的脫除率越低;當煙氣中S/N(體積比)為1~3時,NO的增加對SO2的氧化起促進作用,當S/N為3~5時,NO的增加對SO2的氧化起抑制作用;低S/N利于NO脫除;O2體積分數(shù)在6%~14%變化時,對SO2和NO的脫除率影響很小。
關鍵詞:微波 煙氣 催化氧化 脫硫脫硝 MnO2/γ-Al2O3
燃煤煙氣中排放的SO2和NO給人類的生存環(huán)境造成嚴重威脅,各國政府相繼制定了嚴格的排放標準。因此,煙氣凈化新技術與新工藝的開發(fā)成為近年來環(huán)境污染控制與治理的研究熱點。干法同時脫硫脫硝在無液相介入的完全干燥狀態(tài)下進行,反應產物亦為干粉狀,不存在腐蝕、結露和二次污染等問題,而且操作簡單,投資少、運行費用低。有報道說在130 ℃下采用V2O5/AC催化劑可同時脫除煙氣中的SO2和NO,但其脫硝活性較低,NO脫除率僅為10%。謝國勇等[1]進行了以CuO/γ-Al2O3為催化劑、NH3為還原劑的干法同時脫硫脫硝研究,指出該工藝最適宜的脫硫脫硝溫度為350~450 ℃,比通常從空氣預熱器出來的煙氣溫度(120~160℃)高,而且還原劑NH3在運輸和儲存中都存在腐蝕和泄漏的危險。為克服CuO系列(CuO/γ-Al2O3和CuO/SiO2)只能在高于300 ℃時才有較高活性[2]的缺陷,劉守軍等[3]開發(fā)出低溫(120~250 ℃)CuO/AC工藝,但該工藝中AC在常溫附近對SO2有較大的吸附硫容,但溫度升高硫容量急劇下降,因此無法在燃煤鍋爐最經濟的脫硫脫硝溫度窗口(120~250 ℃)實現(xiàn)高效脫硫、脫硝。筆者針對上述工藝反應溫度高、存在二次污染等問題,利用微波的“熱點效應”和MnO2具有優(yōu)良的深度氧化性能及較強的微波吸收性能,研究了加熱方式、微波功率、空速、S/N比及O2濃度(體積分數(shù))等工藝條件對SO2和NO脫除率的影響及其變化規(guī)律。
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