H2O和SO2对甲烷还原NO的铁表面影响：实验与分析

该研究论文探讨了H2O（水蒸气）和SO2（二氧化硫）对甲烷在金属铁表面还原NO（一氧化氮）的影响。实验采用程序控温电加热水平陶瓷管反应器，在N2（氮气）气氛和模拟烟气气氛中进行了一系列的脱硝实验，反应温度范围为300℃至1100℃。研究人员通过X光衍射（XRD）、场发射扫描电镜（ESEM）和X射线能谱（EDX）等手段分析了反应后的铁样品。 在N2气氛中，发现H2O和SO2在高温条件下会与NO发生竞争性反应，同时也会与金属铁反应，这在一定程度上抑制了金属铁对NO的还原能力。然而，这种抑制作用是轻微的，意味着尽管存在竞争，但金属铁的基本还原作用并未被完全阻断。 当加入甲烷的模拟烟气时，情况发生了变化。H2O和SO2的共存对甲烷在金属铁表面还原NO表现出一定的促进作用。作者推测，水蒸气在高温下可能加速了金属铁的氧化过程，生成了相对疏松的Fe2O3（氧化铁）氧化层，这为NO的扩散提供了更多的机会，从而促进了NO与金属铁的反应。 具体到实验条件，当使用含有7% H2O和0.02% SO2的模拟烟气，且反应段过量空气系数SR1为0.7，燃烬段过量空气系数SR2为1.2时，在1000℃的条件下，与不含H2O和SO2相比，加入这两种气体后的脱硝效率提高了6.3个百分点，达到96.9%，显示出H2O和SO2对甲烷还原NO的正面影响。 总结来说，这项研究揭示了在烟气环境中，H2O和SO2对甲烷在金属铁表面进行NO还原反应的影响是复杂且温度和气氛相关的。通过优化模拟烟气成分，可以有效提高脱硝效率，这对于实际的烟气脱硝技术和环境保护具有重要意义。