金属铁与丙烯共同还原NO的特性与机理

引用本文: 梁俊青, 苏亚欣, 周皞, 邓文义. 金属铁与丙烯共同还原NO的特性与机理[J]. 燃料化学学报, 2016, 44(8): 977-984. shu

Citation: LIANG Jun-qing, SU Ya-xin, ZHOU Hao, DENG Wen-yi. Performance and mechanism of NO reduction by iron combined with propene[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2016, 44(8): 977-984. shu

金属铁与丙烯共同还原NO的特性与机理

东华大学环境科学与工程学院, 上海 201620

通讯作者: 苏亚欣, suyx@dhu.edu.cn

基金项目:
国家自然科学基金资助 51278095

摘要: 研究了丙烯在金属铁作用下还原NO的特性。采用陶瓷管流动反应器在300-1100℃研究了不同条件下的NO还原效率，考察了SO₂的影响，采用XRD、SEM和EDS分析了反应后金属铁表面的组分和微观结构特征。结果表明，丙烯在金属铁作用下具有良好的NO还原效果。在N₂气氛，温度超过800℃后，金属铁作用下丙烯还原NO的效率达到了95%以上。在模拟烟气、富燃料条件下，温度高于900℃时，丙烯与金属铁还原NO的效率超过了90%。SO₂对丙烯在金属铁作用下还原NO的效率影响很小。机理分析表明，当丙烯与金属铁共同还原NO时，一方面，NO被金属铁直接还原，同时丙烯还原氧化铁为金属铁；另一方面，丙烯通过再燃机理还原NO，同时再燃中间产物被氧化铁氧化为N₂。

关键词:

燃烧污染控制
/ 烟气脱硝
/ 丙烯
/ 铁

English

Performance and mechanism of NO reduction by iron combined with propene

School of Environmental Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China

Corresponding author: Tel: 021-67792552, E-mail: suyx@dhu.edu.cn

Received Date: 15 March 2016
Revised Date: 11 May 2016

Abstract: NO reduction by propene with iron was experimentally studied. NO reduction efficiency at different conditions was tested in a flow-type ceramic tube reactor at 300-1100℃. The effect of SO₂ was also investigated. XRD, SEM and EDS techniques were used to analyze the composition and surface microstructure of the iron sample after reaction. Results showed that propene was effective to reduce NO with iron. More than 95% of NO was reduced above 800℃ in N₂ atmosphere and more than 90% of NO was reduced above 900℃ at fuel-rich conditions in simulated flue gas atmosphere by propene with iron respectively. SO₂ had minor effect on NO reduction. The analysis on reaction mechanism showed that when propene was used to reduce NO with iron, on one hand, NO was directly reduced by iron while propene reduced the iron oxides to iron; on the other hand, propene reduced NO via reburning reaction while the re-burning intermediates were oxidized by iron.

Key words:

NO_x是化石燃料燃烧过程释放的主要大气污染物，有效地脱除NO_x是目前学术界和工业界广泛关注的课题。近年来，丙烯被应用于选择性催化脱硝 (SCR) 技术中。Liu等^[1]制备了Cu/Ti_0.9Ce_0.1O₂催化剂，在240 ℃时催化C₃H₆还原NO的转化率最高为66.2%(对应的NO转化为N₂的效率为50.3%)。Liu等^[2]研究了贵金属铂 (Pt) 负载于SBA-15上的催化剂催化C₃H₆还原NO的特性，在140 ℃时其催化活性达到最高，NO的转化率大约80%，其中, NO转化为N₂的效率为50%。Houel等^[3]采用浸渍法制备了Cu/ZSM-5催化剂，并以C₃H₆为还原剂，在350 ℃时5%Cu/ZSM-5的NO最大转化率约为60%。Komvokis等^[4]发现，Cu/ZSM-5的催化活性随着Cu负载量的增加而增强，然而, Cu/ZSM-5催化剂的催化性能受烟气中SO₂和H₂O的影响比较大，这两种气体抑制其催化活性，导致脱硝效率下降。一些研究人员研究了部分贵金属负载于金属氧化物上催化C₃H₆还原NO的特性。Burch等^[5]制备了Pt/Al₂O₃催化剂，在275 ℃时取得了66%的NO转化率。Chang等^[6]研究发现，Rh/Al₂O₃在250 ℃时催化C₃H₆还原NO的转化率达到了75%，且不受烟气中SO₂的影响。Zhang等^[7]研究了LaFeO₃催化C₃H₆还原NO的特性，结果表明，在700 ℃时NO还原为N₂的转化率为62%。王新葵等^[8]用均相沉积沉淀法制备的Au/Fe₂O₃/Al₂O₃催化剂，催化C₃H₆还原NO，在300 ℃时NO转化为N₂的转化率为43%。叶青等^[9]研究了铁柱撑海泡石负载铜的SCR-C₃H₆特性，取得了300 ℃时最大NO转化率65.8%的结果。郭锡坤等^[10]研究了镧改性铜基铝铈柱撑蒙脱土催化剂的SCR-C₃H₆特性，取得了350 ℃时最大NO转化率57.2%的结果。这些催化剂的制备工艺比较复杂，成本昂贵，且目前这些催化剂催化还原NO为N₂的转化率相对较低。

最近的研究表明，金属铁与C_1-3的烷烃共同还原NO具有较高的效率^[11-13]，且不受SO₂和H₂O的影响^{[14, 15]}。与上述贵金属负载型催化剂相比，金属铁成本较低。烯烃在金属铁的作用下还原NO的特性的报道较少。

在前期研究的基础上，实验对金属铁与丙烯共同还原NO的特性进行了研究，并分析其中的机理。

1   实验部分

实验采用模拟烟气在电加热的陶瓷管流动反应器中进行。陶瓷管内径为25 mm，加热段长度为300 mm。金属铁丝卷置于陶瓷管加热段的中心部分。铁丝卷由160 mm×80 mm的铁丝网沿其长边卷制而成。实验系统和铁丝网卷的制作方法可参阅文献^[11-13]。模拟烟气的总流量为2 L/min，其中，NO的进口体积分数为0.05%，用氮气配平。

通过烟气分析仪 (德国RBR，ECOM-J2KN) 对出口烟气的成分进行在线检测。反应前、后铁样品的物相和表面微观状态分别采用X射线衍射仪 (XRD)(日本RIGAKU，D/Max-2550PC) 和扫描电子显微镜 (SEM)(日本JEOL，JSM-5600LV) 进行表征。

2   结果与讨论

2.1   在N₂气氛中金属铁与C₃H₆还原NO的特性

为考察金属铁作用下C₃H₆还原NO的基本规律，首先在N₂氛围中进行了实验，气体总流量为2 L/min，其中，C₃H₆的进口体积分数为0.1%-0.3%。NO的还原效率定义为NO进、出口的体积分数之差与NO进口体积分数的比值。实验结果见图 1。

图 1 N₂气氛中C₃H₆-Fe还原NO的效率 Figure 1. NO reduction by propene over iron in N₂ atmosphere

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结果表明，在金属铁的共同作用下，丙烯还原NO的特性与饱和烷烃还原NO^[11-13]具有相似的基本规律，如在500-800 ℃，NO还原效率迅速增加，在800 ℃以上，NO的还原效率可达到大约100%。与丙烯单独还原NO相比，金属铁与丙烯共同还原NO的效率显著地增加。在相同的温度和HC体积分数时，在700 ℃以下时，丙烯与金属铁还原NO的效率略高于丙烷，在高温阶段，丙烯与丙烷在金属铁表面还原NO的效率相差较小。

研究表明，金属铁可以直接还原NO为N₂，同时金属铁被氧化为氧化铁^{[16, 17]}:

上述反应需要在比较高的温度 (500 ℃以上) 才能发生，当反应不完全时，金属铁被氧化后的产物包括FeO、Fe₃O₄及Fe₂O₃^[17]。无论在反应中使用了丙烷还是丙烯，金属铁首先都会和NO进行反应，从而将NO还原为N₂，该反应在500 ℃以上时反应速率增大，在800 ℃以上可达到接近100%的NO还原效率。当使用了烷烃或烯烃时，则被氧化后铁的氧化物将被烯烃或烷烃还原为金属铁，从而可以维持反应的持续进行。C₃H₆的C-H键能为360.7 kJ/mol，C₃H₈的C-H键能为401.3 kJ/mol，因此，丙烯在反应中其C-H更容易断裂、产生自由基，使得在500-800 ℃，丙烯还原NO的效率略高于丙烷。研究表明，在富燃料条件下丙烯具有再燃脱硝的能力^[18]。当金属铁被NO氧化后，氧化铁所提供的晶格氧，促进了丙烯通过再燃的机理部分还原NO。当丙烯单独还原NO时，只能通过再燃机理对NO进行还原，因此，在900 ℃以上才能具有较高的NO还原效率。而丙烯与金属铁共同还原NO时，从500 ℃开始NO可被金属铁还原，同时丙烯可参与到还原氧化铁为金属铁的反应中，因此，其NO还原效率明显高于丙烯单独还原NO的效率，具体见图 1。

在反应过程中，丙烯氧化后除生成主要的CO₂外，还生成了少量不完全氧化产物CO。图 2为金属铁与丙烯共同还原NO时产生的CO的变化。由图 2可知，随着反应温度的升高，逐渐生成了CO气体。丙烯的用量越多，相应的CO的生成量也越多。CO主要源于丙烯在氧化铁 (金属铁被NO氧化的产物) 表面还原氧化铁为金属铁的未完全氧化过程。与丙烷与金属铁还原NO时相比，丙烯与金属铁共同还原NO生成的CO较少。

图 2 在N₂氛围中C₃H₆-Fe还原NO时生成的CO含量 Figure 2. Exit CO when propene reducing NO over iron in N₂ atmosphere

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在1 050 ℃实验结束后，经程序降温 (保持N₂氛围) 到室温后，取出铁样品，并取其中典型的一段，对其表面微观状态进行SEM扫描，然后将其研磨成粉末 (10-20目)，进行XRD分析，图 3为丙烯体积分数为0.2%时的结果。图 3的SEM照片显示了铁样品表面呈现为颗粒状，颗粒粒径为20-50 μm，与丙烷与金属铁共同还原NO后的铁样品的SEM相似^[12]，而与单纯金属铁在N₂气氛中还原NO后的铁样品的SEM相差较大^[17]。当丙烯体积分数为0.2%时的XRD结果表明，反应后铁样品中的主要成分为Fe以及少量的Fe₃O₄。而单纯金属铁在N₂气氛中还原NO后的铁样品的XRD结果则显示铁被氧化为FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃^[17]，当丙烯体积分数为0.1%时反应后的铁样品的XRD结果显示其中依然含有较多的FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃，具体见图 4。它说明随着丙烯体积分数的增加，金属铁还原NO后的氧化产物被丙烯还原了。Kouotou等^[19]的研究表明，Fe₂O₃对丙烯燃烧/氧化具有催化作用，在400 ℃以上使丙烯燃烧转化率超过90%(产物为CO/CO₂)，Fe₂O₃的催化活性与铁离子的反复的氧化-还原有关。当丙烯与金属铁共同还原NO时，金属铁反复被NO氧化为氧化铁、进而被丙烯还原为金属铁，从而在铁的表面形成了一层纳米级的铁颗粒薄膜。Baldi等^[20]的研究结果表明，600 K以上丙烯能够在Fe₂O₃上充分氧化为CO₂。Van Steen等^[21]研究也发现，在500-600 ℃，丙烯在Fe/Sb氧化物上能完全氧化为燃烧产物 (CO₂) 而不会生成丙烯醛。因此，金属铁与丙烯共同用于还原NO时，丙烯起到了保持铁-氧化铁的氧化-还原的循环反应，从而能够维持金属铁持续地还原NO。

图 3 在N₂氛围中0.2% C₃H₆还原NO后铁样品的SEM照片和XRD谱图 Figure 3. SEM image (a) and XRD pattern (b) of the iron after reducing NO with 0.2% C₃H₆ in N₂ atmosphere

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图 4 在N₂氛围中0.1%C₃H₆还原NO后铁样品的SEM照片和XRD谱图 Figure 4. SEM image (a) and XRD pattern (b) of the iron after reducing NO with 0.1% C₃H₆ in N₂ atmosphere

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对SEM照片中典型的局部表面进行了EDS能谱分析，结果见图 5和表 1。由图 5和表 1可知，铁样品表面主要成分为Fe原子，即说明丙烯将氧化铁还原为铁，同时有少量的O和C。C原子主要来源于在高温下丙烯在铁表面发生的轻微的热分解。

图 5 N₂氛围下φ_C₃H₆为0.2%作用下铁还原NO后铁样品EDS检测照片 Figure 5. Detection image of EDS over iron surface after reducing NO with φ_C₃H₆=0.2% in N₂ atmosphere

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表 1 N₂氛围中φ_C₃H₆为0.2%作用下铁还原NO后铁样品EDS表征 Table 1. EDS results over iron surface after reducing NO with φ_C₃H₆=0.2% in N₂ atmosphere

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Image 1Image 2elementw/%atomic percent w_atom/%elementw/%atomic percent w_atom/%C2.609.08C3.8612.38Total100.00100.00Total100.00100.00

O 9.65 25.22 O 12.36 29.78

Fe 87.75 65.71 Fe 83.78 57.84

表 1 N₂氛围中φ_C₃H₆为0.2%作用下铁还原NO后铁样品EDS表征
Table 1. EDS results over iron surface after reducing NO with φ_C₃H₆=0.2% in N₂ atmosphere

2.2   在模拟烟气气氛中金属铁与C₃H₆还原NO的特性

在含有O₂、CO₂等氧化性气体的模拟烟气中，一方面, 金属铁和丙烯参与还原NO的反应; 另一方面, 它们也同时被O₂、CO₂氧化。为验证在实际烟气条件下丙烯与金属铁还原NO的性能，进行了模拟烟气条件下的实验，模拟烟气的组分为O₂体积分数为2.0%、CO₂体积分数为17.0%、NO体积分数为0.05%，气体总流量为2 L/min，用N₂配平。由于在反应过程中丙烯的不完全氧化会生成CO，因此，为充分燃尽，在第一段反应炉后串联第二段反应炉，向其中补充二次氧气，其加热温度与第一段炉的温度保持相同。在两段加热炉中的陶瓷管反应器中的反应条件用一个空气系数表示，定义为实际烟气中的氧气与丙烯完全燃烧所需的氧气的比，分别记为SR₁、SR₂。根据不同的空气系数来改变丙烯的用量。实验结果见图 6。

图 6 模拟烟气条件下C₃H₆-Fe还原NO的效率 Figure 6. NO reduction by propene over metallic iron in simulated flue gas atmosphere

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结果表明，随着反应温度的升高，在模拟烟气条件下丙烯与金属铁共同还原NO的效率逐渐增加。在富燃料条件下，如SR₁＜1.0时，温度超过900 ℃以后，NO的还原效率达到90%以上，且SR₁越小，NO还原效率越高。在富氧条件下，如SR₁>1.0时，NO的还原效率较低，且温度超过900 ℃以后，由于丙烯的燃烧反应加速而导致了NO还原效率的降低。通过比较在相同的SR₁时，经过燃尽 (SR₂=1.2) 和未经过燃尽 (SR₂=SR₁) 两种情况下，NO的还原效率的差别可忽略。

在富燃料条件下丙烯可通过再燃反应机理还原NO^[18]，其反应机理的路径为：C₃H₆ → C₂H₄ → C₂H₃ → C₂H₂ → HCCO；C₂H₃ → ketene (烯酮)→ HCCO；HCCO + NO → HCNO + CO及HCN + CO₂；HCNO + H → HCN + OH；HCN + O → NCO → HNCO → NH₂；NCO + H → NH；NH_{i (i=1, 2)} + NO → N₂；NH + NO → N₂O，随后N₂O + H → N₂，其中, HCN是主要的中间产物。由于再燃脱硝技术是三段式燃烧技术，经过再燃段部分还原NO为N₂及HCN/NH₃后，还需经过燃尽段才能完成再燃脱硝的全过程。而中间产物在燃尽过程将被二次氧化，重新生成NO，因此，使得再燃的脱硝效率通常难以超过60%^[22]。研究发现，Fe₂O₃能够将再燃中间产物HCN氧化为N₂^[23]，从而显著提高再燃脱硝效率^[24]。当丙烯与金属铁共同还原NO时，在富燃料条件下，一方面，NO被金属铁直接还原，同时丙烯还原氧化铁为金属铁；另一方面, 丙烯通过再燃机理还原NO，同时再燃中间产物被氧化铁氧化为N₂。所以，经过燃尽后，NO的还原效率不会下降。

当不使用金属铁、丙烯单独还原NO时，则为典型的再燃反应。经燃尽后的NO还原效率将由于中间产物的二次氧化而降低。为进一步验证上述反应机理，对不使用金属铁时丙烯还原NO的特性进行了模拟烟气条件下的实验，并与金属铁与丙烯共同还原NO的结果进行比较，具体见图 7。由图 7可知，在没有金属铁的条件下，经燃尽后NO的还原效率比有铁时的NO还原效率下降了10%-15%。这其中部分原因是由于金属铁直接还原了部分NO，部分原因则是由于丙烯再燃还原NO的中间产物HCN被氧化铁所氧化，从而使得经燃尽后不会重新生成NO，所以，有铁时的NO还原效率较高。

图 7 模拟烟气条件下有、无铁时C₃H₆还原NO的效率对比 Figure 7. Comparison of NO reduction by propene with and without iron in simulated flue gas atmosphere

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图 8为在模拟烟气下C₃H₆与C₃H₈与金属铁共同还原NO的效率对比。由图 8可知，在富燃料条件下，即SR₁＜1.0时，温度高于900 ℃时，丙烯和丙烷的脱硝效率相差无几。在富氧条件下，即SR₁＞1.0时，温度高于900 ℃时，丙烷的脱硝效率高于丙烯。主要原因应该归于在高温和富氧条件下丙烯与丙烷的燃烧特性的差异所致，即高温富氧时丙烯更多地进行了燃烧反应，而不是还原NO的反应。

图 8 模拟烟气条件下金属铁作用下C₃H₆与C₃H₈还原NO的效率对比 Figure 8. Comparison of NO reduction by propene and propane with iron in simulated flue gas atmosphere

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2.3   SO₂的影响

在传统的脱硝技术中，许多催化剂容易受烟气中SO₂的影响，造成其中毒，这样会降低脱硝效率和缩短催化剂的使用寿命。为探讨SO₂是否对金属铁作用下丙烯脱硝有影响，在模拟烟气条件下做了相关实验。模拟烟气中SO₂的进口体积分数为0-0.04%，O₂体积分数为2.0%，CO₂体积分数为17.0%，NO体积分数为0.05%，气体总流量为2 L/min，N₂配平。此外，空气系数SR₁保持0.9，无燃尽时，SR₂=0.9；有燃尽时，SR₂=1.2。结果见图 9。

图 9 模拟烟气条件下SO₂对金属铁作用下C₃H₆还原NO效率的影响 (SR₁=0.9) Figure 9. Effect of SO₂ on the reduction of NO by propene over iron in simulated flue gas atmosphere

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由图 9可知，在模拟烟气条件下，SO₂的存在对NO的还原效率影响不大。无SO₂时的NO还原效率略高于有SO₂时的NO还原效率，且SO₂的体积分数对NO的还原效率也有略微的影响，随着体积分数的增大，NO的还原效率呈微降的趋势。比如SR₁=0.9，SR₂=1.2，温度在900 ℃时，无SO₂时的NO还原效率约为83.5%，SO₂的体积分数为0.01%、0.02%、0.04%时的NO还原效率分别约为80.7%、79.2%和78.4%。相比于无SO₂时的脱硝效率，分别下降了约2.8%、4.3%和5.1%。此外，无论有、无燃尽，对SO₂在金属铁作用下丙烯还原NO的效率影响不大。

3   结论

在不同条件下研究了丙烯与金属铁共同还原NO的特性。结果表明，丙烯在金属铁作用下具有良好的NO还原效果。在N₂气氛，温度超过800 ℃后，金属铁作用下丙烯还原NO的效率达到了95%以上。在模拟烟气条件下，在富燃料条件下，温度高于900 ℃时，丙烯与金属铁还原NO的效率超过了90%。SO₂对丙烯在金属铁作用下还原NO的效率影响很小。机理分析表明，当丙烯与金属铁共同还原NO时，一方面，NO被金属铁直接还原，同时丙烯还原氧化铁为金属铁；另一方面，丙烯通过再燃机理还原NO，同时再燃中间产物被氧化铁氧化为N₂。
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图 1 N₂气氛中C₃H₆-Fe还原NO的效率

Figure 1 NO reduction by propene over iron in N₂ atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_NO=0.05%,φ_C₃H₆=0.1%-0.3% in N₂ base) ■: φ_C₃H₆=0.1%; ●: φ_C₃H₆=0.2%; ▼: φ_C₃H₆=0.3%; ∇: φ_C₃H₆=0.2%, without iron;□: φ_C₃H₈=0.1%^[12]; ○: φ_C₃H₈=0.2%^[12]

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图 2 在N₂氛围中C₃H₆-Fe还原NO时生成的CO含量

Figure 2 Exit CO when propene reducing NO over iron in N₂ atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_NO=0.05%,φ_C₃H₆=0.1%-0.3%, in N₂ base) ■: φ_C₃H₆=0.1%; ●: φ_C₃H₆=0.2%; ▲: φ_C₃H₆=0.3%; □: φ_C₃H₈=0.1%; ○: φ_C₃H₈=0.2%

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图 3 在N₂氛围中0.2% C₃H₆还原NO后铁样品的SEM照片和XRD谱图

Figure 3 SEM image (a) and XRD pattern (b) of the iron after reducing NO with 0.2% C₃H₆ in N₂ atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_NO=0.05%, φ_C₃H₆=0.2%, in N₂ base)

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图 4 在N₂氛围中0.1%C₃H₆还原NO后铁样品的SEM照片和XRD谱图

Figure 4 SEM image (a) and XRD pattern (b) of the iron after reducing NO with 0.1% C₃H₆ in N₂ atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_NO=0.05%, φ_C₃H₆=0.1%, in N₂ base)

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图 5 N₂氛围下φ_C₃H₆为0.2%作用下铁还原NO后铁样品EDS检测照片

Figure 5 Detection image of EDS over iron surface after reducing NO with φ_C₃H₆=0.2% in N₂ atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_NO=0.05%, φ_C₃H₆=0.2%, in N₂ base)

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图 6 模拟烟气条件下C₃H₆-Fe还原NO的效率

Figure 6 NO reduction by propene over metallic iron in simulated flue gas atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_O₂=2.0%,φ_CO₂=17.0%, φ_NO=0.05%, in N₂ base)
■: SR₁=SR₂=0.7; □: SR₁=0.7, SR₂=1.2;●: SR₁=SR₂=0.8; ○: SR₁=0.8, SR₂=1.2;
▲: SR₁=SR₂=0.9; △: SR₁=0.9, SR₂=1.2;
▼: SR₁=SR₂=1.0; ∇: SR₁=1.0, SR₂=1.2;
◀: SR₁=SR₂=1.1; ◁: SR₁=1.1, SR₂=1.2;▶: SR₁=SR₂=1.2

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图 7 模拟烟气条件下有、无铁时C₃H₆还原NO的效率对比

Figure 7 Comparison of NO reduction by propene with and without iron in simulated flue gas atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_O₂=2.0%, φ_CO₂=17.0%, φ_NO=0.05%, in N₂ base)
■: with iron, SR₁=0.7, SR₂=1.2;
□: without iron, SR₁=0.7, SR₂=1.2;
●: with iron, SR₁=0.9, SR₂=1.2;
○: without iron, SR₁=0.9, SR₂=1.2;
▲: with iron, SR₁=1.0, SR₂=1.2;
△: without iron, SR₁=1.0, SR₂=1.2;
▼: with iron, SR₁=1.2, SR₂=1.2;
∇: without iron, SR₁=1.2, SR₂=1.2

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图 8 模拟烟气条件下金属铁作用下C₃H₆与C₃H₈还原NO的效率对比

Figure 8 Comparison of NO reduction by propene and propane with iron in simulated flue gas atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_O₂=2.0%, φ_CO₂=17.0%, φ_NO=0.05%, in N₂ base)
■: C₃H₆, SR₁=0.7, SR₂=1.2;
□: C₃H₈, SR₁=0.7, SR₂=1.2;
●: C₃H₆, SR₁=0.9, SR₂=1.2;
○: C₃H₈, SR₁=0.9, SR₂=1.2;
▲: C₃H₆, SR₁=1.0, SR₂=1.2;
△: C₃H₈, SR₁=1.0, SR₂=1.2;
▼: C₃H₆, SR₁=1.2, SR₂=1.2;
∇: C₃H₈, SR₁=1.2, SR₂=1.2

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图 9 模拟烟气条件下SO₂对金属铁作用下C₃H₆还原NO效率的影响 (SR₁=0.9)

Figure 9 Effect of SO₂ on the reduction of NO by propene over iron in simulated flue gas atmosphere

(flow rate 2 L/min, φ_O₂=2.0%, φ_CO₂=17.0%, φ_NO=0.05%, φ_SO₂=0-0.04%, in N₂ base)
■: φ_SO₂=0, SR₂=1.2;
□: φ_SO₂=0, SR₂=0.9;
●: φ_SO₂=0.01%, SR₂=1.2;
○: φ_SO₂=0.01%, SR₂=0.9;
▲: φ_SO₂=0.02%, SR₂=1.2;
△: φ_SO₂=0.02%, SR₂=0.9;
▼: φ_SO₂=0.04%, SR₂=1.2;
∇: φ_SO₂=0.04%, SR₂=0.9

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表 1 N₂氛围中φ_C₃H₆为0.2%作用下铁还原NO后铁样品EDS表征

Table 1. EDS results over iron surface after reducing NO with φ_C₃H₆=0.2% in N₂ atmosphere

Image 1Image 2elementw/%atomic percent w_atom/%elementw/%atomic percent w_atom/%C2.609.08C3.8612.38Total100.00100.00Total100.00100.00

O 9.65 25.22 O 12.36 29.78

Fe 87.75 65.71 Fe 83.78 57.84

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