硅基多孔材料复配改性吸附SO2和NOx的研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151100113硕士学位论文（学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：化学工程与技术论文题目：硅基多孔材料复配改性吸附SO2和NOx的研究英文题目：StudyonthecompoundmodifiedadsorptionofSO2andNOxwiththesilicatebasedporousmaterial学生姓名：王峰导师姓名：张永锋教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要以煤基固废为原料制备的硅基多孔吸附材料具有成本低的优势，但硅基多孔吸附材料比表面积较小、饱和吸附量较低。本论文提出采用复配

2、的方法改性硅基多孔吸附材料，提高了硅基多孔吸附材料的吸附性能以满足工业应用的要求，具有重要的应用价值。采用G-1、G-2、G-3、G-4、G-5对硅基多孔材料进行复配改性，利用固定床吸附法研究了烟气条件、材料特性对硅基多孔材料吸附SO2性能的影响。温度在50℃时，吸附效果最佳；硅基多孔材料粒径在200目时，脱硫效果最佳；烟气中含水量和含氧量能增强硅基多孔材料对SO2的吸附效果。在确定的烟气条件下，研究了复配改性对硅基多孔材料吸附SO2性能的影响。结果表明：在G-1改性后的硅基多孔材料对SO2吸附量最佳，其最大平衡吸附量达76.66mg/g，当温度升高至3

3、00℃，经G-1改性的吸附饱和后硅基多孔材料并未发生脱附，具有良好的稳定性。研究了G-1、G-2、G-3、G-4、G-5改性剂改性硅基多孔材料对NOx吸附性能的影响。在NO与NO2浓度均为250ppm，反应温度50℃、硅基多孔材料粒径300目、含氧量6%、空塔气速500mL/min、含水量15%~20%的条件下氮氧化物脱除效果最佳，NO2脱除率可达81.23%，NO脱除率达58.32%。在确定烟气条件下，进一步考察了改性硅基多孔材料对NO、NO2的脱除效果。结果表明：G-1、G-5改性剂对脱除NO2具有较好的脱除效果，脱除率均达到100%，对NO脱除率基

4、本没有提高；G-2对NO的脱除率提高了20%左右，对NO2的脱除率基本没有提高，但对于混合后的NO和NO2有一定的脱除效果。经G-2改性的硅基多孔材料，当温度升高到200℃时，NO2脱附率为58.73%，NO脱附率为86.04%。在前两章样的基础上，研究了改性硅基多孔材料对SO2和NOX的协同脱除效果。3在SO2入口浓度1200mg/m、氮氧化物入口浓度250ppm、空塔气速500mL/min、温度为55℃、吸附材料粒径300目、含水量20%、含氧量6%的条件下，硅基多孔材料协同脱除SO2与NOX时，SO2脱除率达100%，NOX脱除率为59.64%。经

5、复配改性的G-1-2复合材料，当G-1加量为70%时，SO2吸附量为64.25mg/g，NO2吸附量为37.86mg/g，NOX脱除率可达90%；当温度升高至300℃，SO2未发生脱附，NO2脱附率为13.14%，NO脱附率为63.29%。根据微观结构表征可知，经G-1-2改性后的硅基多孔材料其表面的玻璃纤维状和层状结构逐渐消失，变得更加圆滑，且吸附饱和后的材料表面有较多的颗粒团聚，变得更加粗糙。烟气脱除产物以硫酸盐、硝酸盐为主，还有少量的亚硫酸盐、亚硝酸盐组成。关键词：吸附法；硅基多孔材料；复配改性；二氧化硫；氮氧化物；协同脱除I内蒙古工业大学硕士学位

6、论文AbstractThesilicate-basedporousmaterialpreparedfromcoal-basedsolidwastehastheadvantageoflowcostandsafety,however,itssaturatedadsorptioncapacityandspecificsurfaceareaarelowerthanthatofotherporousmaterials.Inthispaper,weproposedtheideathatsilicatebasedporousmaterialcouldbemodifie

7、dbyvariousmodifierstoincreasetheadsorptionproperty,whichwouldmeettheindustrialrequirementsandhasvariousapplicationfields.TheporousmaterialwasmodifiedbyG-1,G-2,G-3,G-4andG-5modifiers,respectively.TheinfluenceofatmosphereconditionandmaterialpropertiesinSO2adsorptiononsilicatebasedp

8、orousmaterialswasstudiedthroughfixedbeda