竹炭协同低温等离子体脱硝机理研究

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:xbq001
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大气污染防治工作面临的形势依然严峻,氮氧化合物(NOX)是大气污染物的成分之一。NOX的超标排放会导致一系列严重的问题,如环境污染、人体健康问题。因此,发展技术来控制NOX的排放已广泛的引起了关注。相比于其他去除NO的技术,低温等离子体(NTP)技术具有去除率高、占地面积少和能同时去除多种污染物等优点,因此利用低温等离子体技术来净化NO具有重要的参考价值。本文将竹炭与介质阻挡放电产生的等离子体结合起来,利用两者之间的协同作用来对燃煤烟气中NO的去除进行研究。本文主要内容和结论如下:(1)分别采用竹炭单独处理系统、NTP单独处理系统和竹炭协同NTP处理系统对NO的去除展开了研究,结果表明竹炭协同NTP处理系统对NO的净化效果是最好的。(2)竹炭单独去除NO在不同阶段去除的原理不同。实验刚开始时,竹炭的物理吸附是主要的,之后竹炭的化学吸附就发挥了重要的作用。在NTP单独处理和协同系统中,NO均被生成的活性物种分解为N2从而NO得到去除。竹炭在协同处理中有两个功能:延长气体的停留时间和有效地消耗氧物种。(3)在协同处理中,分别考察了输入的电压、O2含量和SO2浓度对NO净化的影响。输入电压在50 V-80 V范围内,当电压上升时,NO的脱除率相应的增加,但是继续增加反而导致效率下降。O2含量在0-20%范围内,NO的去除效率随O2含量的增加呈现出显著地下降趋势。SO2的加入显著的抑制了NO的去除效率。当电压为80 V,O2含量为8%时,在协同处理中,NO的最大去除效率可以达到74.0%。(4)对空白和经过等离子体反应后的竹炭分别进行了SEM、XRD、N2等温吸附和XPS等表征来分析反应前后竹炭的物理化学特性。等离子体的刻蚀作用使竹炭表面出现大量的小孔,导致BET比表面积和增加。竹炭是无定型碳结构,在反应后,石墨碳的相对含量是下降的,而C=O和-COO相对含量是上升的,这与协同处理去除NO的机理相符合。
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