不同催化劑作用下NH3還原NOx的機(jī)理與效果是研究煙氣(含NOx、O2、N2等)脫硝的熱點(diǎn)。
(1)NH3還原NO的主反應(yīng)為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)。已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)ΔH=+180.5kJ?mol-1,4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1269kJ?mol-1。上述主反應(yīng)的ΔH=-1630kJ?mol-1-1630kJ?mol-1。
(2)在某釩催化劑中添加一定量Cu2O可加快NO的脫除效率,其可能機(jī)理如圖所示(*表示物種吸附在催化劑表面,部分物種未畫(huà)出)。
①X、Y處V元素化合價(jià)為+4或+5價(jià)。X處V元素化合價(jià)為 +5+5。
②NO轉(zhuǎn)化為N2的機(jī)理可描述為 NH3被釩元素的化合物氧化成具有活性的NH2,吸附在催化劑表面,與NO反應(yīng)生成N2和水NH3被釩元素的化合物氧化成具有活性的NH2,吸附在催化劑表面,與NO反應(yīng)生成N2和水。
③煙氣中若含有SO2,會(huì)生成NH4HSO4堵塞催化劑孔道。生成NH4HSO4的化學(xué)方程式為 2SO2+O2+2H2O+2NH3=2NH4HSO42SO2+O2+2H2O+2NH3=2NH4HSO4。
(3)將模擬煙氣(一定比例NOx、NH3、O2和N2)以一定流速通過(guò)裝有Fe/Zr催化劑的反應(yīng)管,測(cè)得NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。
①溫度低于350℃時(shí),NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,其可能原因是 溫度升高,平衡正反應(yīng)分析移動(dòng)溫度升高,平衡正反應(yīng)分析移動(dòng)。
②溫度高于450℃時(shí),NOx轉(zhuǎn)化率已降低為負(fù)值,其可能原因是 溫度高于450℃時(shí),NH3與O2反應(yīng)生成NOx的速率大于NOx被NH3還原的速率,使得流出反應(yīng)管的NOx總量超過(guò)流入反應(yīng)管的NOx總量溫度高于450℃時(shí),NH3與O2反應(yīng)生成NOx的速率大于NOx被NH3還原的速率,使得流出反應(yīng)管的NOx總量超過(guò)流入反應(yīng)管的NOx總量。
【答案】-1630kJ?mol-1;+5;NH3被釩元素的化合物氧化成具有活性的NH2,吸附在催化劑表面,與NO反應(yīng)生成N2和水;2SO2+O2+2H2O+2NH3=2NH4HSO4;溫度升高,平衡正反應(yīng)分析移動(dòng);溫度高于450℃時(shí),NH3與O2反應(yīng)生成NOx的速率大于NOx被NH3還原的速率,使得流出反應(yīng)管的NOx總量超過(guò)流入反應(yīng)管的NOx總量
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:47引用:4難度:0.7