硫酸活化磁选稀土尾矿脱硝催化剂NH3-SCR性能研究摘要
氮氧化物(NOx)是钢铁行业主要排放的污染气体之一。其中,尤其烧结、球团、炼焦等工序是NOx排放的重点。随着"双碳"目标的提出,NOx的超低排放成为了研究的重点。因此,本研究以永磁磁选后白云鄂博稀土尾矿(下称永磁精矿)为研究对象,考察不同硫酸浓度和矿液比对磁选稀土尾矿催化剂的脱硝性能影响。本研究采用直接浸渍法和微波焙烧法制备出不同硫酸浓度(8、10、12 mol/L)和矿液比(2:1、4:3、1:1)的永磁精矿脱硝催化剂,并利用XRD、SEM、BET、TPD、TPR、XPS进行表征。实验结果表明:经过矿液比为4:3、浓度为10 mol/L硫酸活化后的永磁精矿后,在400℃时脱硝效率达87%,并于350-450℃温区内保持85%的脱硝效率,同时N2选择性保持在90%以上。表征结果表明:硫酸的引入可以破坏矿物之间的包裹嵌套关系,促进铁氧化物与铁硫酸盐的协同作用,暴漏出更多的活性组分;催化剂的比表面积随着硫酸浓度的增加先增大后减小,适合的硫酸浓度可以提升磁选尾矿催化。剂的比表面积暴露更多的酸性位点;硫酸的引入提高了永磁精矿催化剂还原峰出现的温度,提前了还原峰的温度,增强了催化剂的氧化还原能力;矿物中的活性组分Fe元素进行反应使其部分转化为硫酸铁诱导Fe-O键上电子云强烈偏移从而增强L酸的数量与酸度。适宜的硫酸浓度与溶液量可以最大程度的发挥活性组分Fe2O3和Fe2(SO4)3的协同作用,促进SCR反应的进行。本研究不仅为拓展了稀土尾矿NH3-SCR脱硝催化剂的研究范畴,为稀土尾矿高值化利用提供了新思路,而且为钢铁行业NOx的超低排放提供了有价值的借鉴。
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