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《北京工业大学》 2007年
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去除氮氧化物复合吸附剂的研究

冀宏  
【摘要】: 随着人类排放至大气的NOx的增多,NOx给人类造成的危害也越来越大。而加强对NOx的治理,也成为一个迫在眉睫的问题。在氮氧化物控制技术中,吸附法是一种重要的且具有独特优势的方法。本研究就是在北京工业大学研制的酸雾吸附剂(SDG)的基础上进行的,旨在提高其对废气中氮氧化物的治理效果。 确定复合吸附剂的制备方案,并通过实验进行原材料的筛选,初步选定粉煤灰和沸石,作进一步的改性实验。首先确定了粉煤灰复合吸附剂的焙烧活化温度为460℃,沸石复合吸附剂的焙烧活化温度为260℃,推测了它们之所以有不同最优焙烧活化温度的原因。 以微波为辅助,用NaOH溶液对粉煤灰进行了改性,通过正交实验,探讨了微波频率、辐照时间、液固比及NaOH浓度4种因素对复合吸附剂吸附量的影响。分析了粉煤灰改性前后比表面积的变化,改性后试样最大的的比表面积是改性前试样的3.9倍。在给定实验条件下,改性粉煤灰复合吸附剂对NOx的吸附量是SDG的2倍。 对天然沸石的改性采取了多种手段相结合的方法,首先用盐酸活化,然后焙烧,最后用盐溶液浸渍。探讨了盐酸改性沸石的最佳浓度为3%,通过SEM照片和孔径分布曲线,发现天然沸石在盐酸改性后,表面变得粗糙,孔道丰富,微孔数量增多。讨论了活性沸石制备吸附剂时,是否还需要焙烧,实验结果认为是不需要再次焙烧。选择了NaCl、KCl、K_2CO_3、Ce(NO_3)_3和CaCl_2五种金属盐溶液,对活性沸石进行浸渍,通过它们所制作的复合吸附剂的吸附量的对比,筛选出效果较好的CaCl2溶液,并讨论了最佳的CaCl_2溶液浓度为1mol/L。通过比较,认为沸石复合吸附剂的脱氮性能高于粉煤灰复合吸附剂和SDG。 选取最优的沸石复合吸附剂,进行固定床脱氮实验,讨论了空间速度、气流相对湿度及氮氧化物初始浓度对固定床脱氮效率的影响,发现空速越大,脱氮效率越高;气流相对湿度越大,脱氮效率越高;初始浓度越大,脱氮效率越低。测定了固定床穿透曲线,在给定实验条件下,计算了吸附剂的饱和吸附容量为181.63mg/g。最后探讨了相关机理,认为在固定床脱氮过程中,包含了物理吸附,化学吸附,和化学吸收过程。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X701

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