Research DeNOx catalytic process for the purification of exhaust gases emitted during the combustion of biomass.

W celu zmniejszenia emisji tlenków azotu do atmosfery, prowadzone są liczne badania dążące do pracowania technologii ich redukcji. Tlenki azotu (NOx, gdzie x=1 lub 2) maja negatywny wpływ zarówno na życie człowieka jak i środowisko naturalne. Jednym z głównych wyzwań w zakresie ograniczenia emisji NOx jest opracowanie efektywnego i selektywnego katalizatora procesu selektywnej redukcji NOx amoniakiem (proces DeNOx, NO-SCR). Dodatkowo, w ramach realizacji pracy magisterskiej podjęto próbę opracowania katalizatora dla procesu selektywnego dopalania amoniaku (NH3-SCO), który może stanowić toksyczny składnik gazów poprocesowych. Jako podstawę dla katalizatorów procesu DeNOx badano komercyjnie dostępne nośniki: MgO, amorficzny SiO2, γ-Al2O3. Ich funkcjonalizacja dla procesu DeNOx polegała na modyfikacji metalami przejściowymi (Cu, Fe) i/lub szlachetnymi (Pd, Pt, Rh). Otrzymane katalizatory poddano charakterystyce fizykochemicznej, obejmującej badania: XRD, BET, UV-vis-DRS oraz TPD. Wszystkie uzyskane materiały przetestowano w roli katalizatorów procesu DeNOx (selektywnej katalitycznej redukcji amoniaku) oraz NH3-SCO (selektywne katalityczne utlenianie amoniaku do N2 i H2O). Testy katalityczne przeprowadzono w reaktorze przepływowym, połączonym ze spektrometrem masowym. Wyniki badań jednoznacznie wskazują na duży potencjał uzyskanych materiałów jako katalizatorów zarówno procesu DeNOx, jak i NH3-SCO. Wśród przebadanych materiałów największa aktywnością i selektywnością w procesie DeNOx i NH3-SCO wyróżniał się katalizator γ-Al2O3 dotowany miedzią i platyną.

There is a lot of studied focused on the reduction of nitrogen oxides emission of into the atmosphere. NOx (where x=1 or 2) has a negative impact on human life and the environment. One of the main challenges for the reduction of NOx emissions is to develop an efficient catalyst for the process of selective reduction of NOx with ammonia (DeNOx, SCR). An additional goal of the studied was recognition of the studied materials in the role of the catalysts for selective oxidation of NH3, present in flue gases, into N2 and H2O. As catalytic supports for these processes commercially available solids: MgO, amorphous SiO2, γ-Al2O3 were used. These supports were modified with selected transition metals (Cu, Fe) and/or precious metals (Pd, Pt, Rh). The resulting catalysts were subjected of the physicochemical characteristics, including: XRD, BET, UV-VIS DRS and TPD studies. All obtained materials were tested as catalysts of the DeNOx (selective catalytic reduction NO with ammonia) and NH3-SCO (selective oxidation of NH3 to N2 and H2O). Catalytic tests were carried out in a flow microreactor system, combined with a mass spectrometer. Analysis of the reaction product was performed using the QMS detector.The obtained results clearly show the great potential of the studied materials as catalysts for the DeNOx and SCO processes. Among the tested materials, the best catalytic results were obtained for γ-Al2O3 doped with copper and platinum, which exhibited the highest activity and selectivity in both DeNOx and SCO process.