Możliwości redukcji tlenków azotu z gazów spalinowych maszyn górniczych

• Autorzy: Szlązak N. , Szlązak J.

Warianty tytułu

EN

Possibilities of nitrogen oxide reduction from coal machines fumes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania procesu selektywnej katalitycznej redukcji do usuwania tlenków azotu wydzielających się z gazów spalinowych maszyn górniczych. Zwrócono uwagę na zastosowanie układów zeolitycznych dotowanych jonami kobaltu, jako skutecznych katalizatorów w procesie CH4-SCR. Na podstawie badań EPR i UV-VIS określono specjację jonów kobaltu w sieci ZSM-5, a analiza wartości TOF pozwoliła na określenie najbardziej aktywnych centrów katalitycznych procesu. Przedstawiono również mechanizm redukcji NOx, a także zobrazowano za pomocą widm EPR sposób tworzenia się adduktów dinitrozylowych, będących ważnym produktem pośrednim procesu CH4-SCR.

EN

This article presents the method of Selective Catalytic Reduction as an example of usage in nitrogen oxides decomposition to molecular nitrogen and oxygen. The review is mainly focused on the description of the catalytic properties of CoZSM-5 in selective catalytic reduction (CH4-SCR) of nitrogen oxides. Due to EPR and UV-VIS researches speciation of cobalt ion in ZSM-5 matrix was described and TOF analyses helped to characterize the most active catalytic center. Furthermore, the mechanism of the NOx reduction and the formation of Co dinitrosyl complexes, as an important intermediate in SCR reaction, was presented.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenia atmosfery kopalnianej; redukcja tlenków azotu; katalizatory

EN

coal mine's atmosphere pollution; nitrogen oxides decomposition; catalyst

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 29, z. 1
• Strony: 51--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szlązak N.

• Katedra Górnictwa Podziemnego, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Szlązak J.

• II rok studiów doktoranckich, Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Szlązak N., Borowski M.: Wentylacyjne aspekty stosowania maszyn z silnikami spalinowymi w kopalniach podziemnych. Kraków, Akademia Górniczo-Hutnicza 2002
• [2] Merkisz J.: Ekologiczne problemy silników spalinowych. Tom I. Poznań, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 1998
• [3] Bernhardt M., Michałowska J., Radzimirski S.: Motoryzacyjne skażenie powietrza. Warszawa, WKiŁ 1976
• [4] Waytulonis R.A.: Diesel exhaust control in SME. Mining Engineering Handbook, 2nd Edition, vol. 1, 1992, Littleton, Colorado
• [5] McKinnon D.L., Dasys A.A., Myers C.J.: Field evaluation of diesel particulate filter system using a copper based fuel additive system for regeneration. The 6th US Mine Ventilation Symposium (SME) 1993
• [6] Mogan J.P., Dainty E.D.: Emission control Performance of Diesel exhaust treatment devices. In heavy Diesel emission. A Review of Technology, 1978, 135-142
• [7] Najbar M. (red.): Fizykochemiczne metody badań katalizatorów kontaktowych. Kraków, Uniwersytet Jagielloński 2001
• [8] Biglino D., Li H., Erickson R., Lund A., Yahiro H., Shiotani M.: EPR and ENDOR studies of NOx and Cu2+ in zeolites: bonding and diffusion. Phys. Chem., 1, 1999
• [9] Li Y., Armor J.N.: Catalytic decomposition of nitrous oxide on metal exchanged zeolites. Appl. Catal. B, Environmental, 1, 1992
• [10] Armor J.N.: Catalytic reduction of nitrogen oxides with methane in the presence of excess oxygen. Catal. Today, 26, 1995
• [11] Database of Zeolite structure. International Zeolite Association, http:/chemistry.binghamton.edu/chem445/ zsm5/
• [12] Chao K.J., Tasi Ch.T., Chen M.S.: Kinetic studies on the formation of zeolite ZSM-5J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1, 77, 1981
• [13] Iwamoto M., Hamada H. : Removal of nitrogen monoxide from exhaust gases through novel catalytic processes. Catal. Today, 10, 1991
• [14] Li Y, Amor J.N.: Ammoxidation of ethane to acetonitrile. IV: substantial differences between Y and dealuminated Y zeolite. Appl. Catal. A, 183, 1999
• [15] Kaucky D, Vondrova A., Dedecek J, Wichterlova B.: Activity of Co ion sites in ZSM-5, Ferrierite, and Mordenite in selective catalytic reduction of NO with methane. J. Catal., 194, 2000
• [16] Szlązak J.: Oddziaływanie cząsteczek CO i NO z jonami kobaltu w zeolicie ZSM-5. Badania metodą elektronowego rezonansu paramagnetycznego. Kraków, UJ 2003 (praca magisterska niepublikowana)
• [17] Li Y., Battavio P.J. Armor J.N.: Effect of water vapor on the selective reduction of NO by methane over cobalt-exchanged ZSM-5. J. Catal., 142, 1993
• [18] Sobalik Z., Tvaruzkova Z., Wichterlova B.: Skeletal T-O-T vibrations as a tool for characterization of divalent cation complexation in Ferrierite. J. Phys. Chem., B 102, 1998
• [19] Li Y., Slager T.L., Armor J.N.: Selective reduction of NOx by methane on Co-Ferrierites: II Catalyst Characterization. J. Catal., 150, 1994
• [20] Beutel T, Adelman B.J., Lei G.D., Sachtler W.M.H.: FTIR study of the nitrogen isotopic exchange between adsorbed 15NO2 complexes and 14NO over Cu/ZSM-5 and Co/ZSM-5. Catal. Lett., 32, 1993
• [21] Cowan A.W., Duempelman R., Cant N.W.: The rate-determining step in the selective reduction of nitric-oxide by methane over a Co-ZSM-5 catalyst in the presence of oxygen. J. Catal., 151, 1995
• [22] Lukyanov D.B., Lombardo E.A., Syill G.A., d'Itri J.L., Hall W.K.: Selective catalytic reduction (SCR) of NO with methane over CoZSM-5 and HZSM-5 zeolites: on the role of free radicals and competitive oxidation reactions. J. Catal., 163, 1996
• [23] Drozdova L., Prins R., Dedecek J., Sobalik Z., Wichterlova B.: Bonding of Co ions in ZSM-5, Ferrierite, and Mordenite: An X-ray absorption, UV-Vis, and IR study. J. Phys. Chem., B 106, 2002, 2240
• [24] Sobalik Z., Dedecek J., Wichterlova B.: Redox catalysis over molecular sieves. Structure and function of active sites. J. Heyrovsky Institute of Physical Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic CZ-182 23, Prague 8
• [25] Kucherov A.V., Slovetskaya K.I., Gonyaschenko S.S., Aleskin E.G., Slinkin A.A.: Transformations of Cu/ZSM-5 system upon high-temperature reductive and oxidative treatments. Microp. Mat., 7, 1996, 27