文档介绍：高压脉冲放电等离子体活化NH3还原去除NO
尹蓝1,李胜利1,鲍永征1,玉晖2,杨怀远2
1. 华中科技大学环境科学与工程学院环境工程系,湖北武汉 430074;2. 武钢安环部,湖北武汉 430083
摘要:NO如直接排放会引起酸雨、光化学烟雾等一系列大气环境问题,采用高压脉冲放电等离子体活化NH3还原去除NO,这种新方法结合了脉冲放电等离子体技术和催化还原技术的优点来提高NO的去除率。采用浸渍法制备催化剂V2O5/TiO2,用NH3作为还原气体,升温的同时利用针头作为阳极,大地作为阴极进行放电处理。结果表明,在有氧条件下(含氧量为10%),%,温度为310 ℃,脉冲电源电压在14000~22000 V变化时,%。还探讨了放电等离子体活化NH3去除NO的机理。
关键词:等离子体;氨气;一氧化氮
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2006)06-1176-04
近年来,大气中由于NO造成的问题日益严重,NO不仅是酸雨和光化学烟雾的成因物质,而且高含量的NO2还会给人的呼吸器官带来不良影响,因此国内外对NO排放的限制越来越严格,NO的处理也引起了许多研究者的关注。现行脱硝的方法主要有选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、湿式络合吸收法、电子束照射法(EBA)和等离子体法(PPCP)以及微生物法等等。SNCR技术对温度控制的要求较高;湿式络合吸收法运行费用高,技术不太成熟;而微生物法技术还处于实验研究阶段[1-4]。因此,目前国外主要采用SCR技术脱除NO,还原剂采用的是NH3[5-6],但是反应温度较高。而放电等离子体由于它的高效以及能同时处理多种气态污染物在环境治理方面的应用越来越广泛[7]。本实验采用脉冲放电等离子体与催化剂(V2O5/TiO2)协同脱除NO,结合催化还原技术以及放电等离子体技术的优点,通过活化NH3可以进一步提高氮氧化合物的去除效率,降低反应温度,具有很好的工业应用前景。
1 催化剂的制备[8]
配置NH4VO3老化溶液。称取一定量的偏钒酸铵(NH4VO3),%、3%、%、10%计算)和草酸(C2H4O2),分别加入适量去离子水配成溶液,NH4VO3与H2C2O4物质的量的比为1∶1,溶液等体积混合,老化一段时间。
浸渍。在老化溶液中加入硅酸钠(Na2SiO3·9H2O),并使之溶解,将研磨的载体TiO2置于混合液中浸渍。在343 K恒温水浴下浸渍4 h后,搅拌下将水分蒸干。
煅烧。浸渍后所制得的催化剂置于烘箱中,在398 K干燥1 h,然后在温度为773~793 K下煅烧3 h,将其冷却至室温后备用。
2 实验方法
本实验采用的是反应气体通过注射器针头进行活化的反应器。反应器的外筒采用三通石英玻璃管(直径2 cm,高25 cm,支管在1/3处),在支管位置上固定注射器针头作为阳极,大地为阴极。实验气体流量为2000 mL/min,%,NH3∶NO为1∶1,其余用N2平衡。催化剂用量为5 g。采用SWP-D80型程序控温仪进行温度控制,KANE-NO仪测量进、出口的NO变化,利用