学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

低温抗毒性SCR催化剂的制备与性能研究

作 者: 戎丽
导 师: 王京刚;童华
学 校: 北京化工大学
专 业: 环境工程
关键词: 催化剂 选择性催化还原 硫酸化 低温 抗毒性 再生
分类号: X701
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 156次
引 用: 2次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


低温(<250℃)选择性催化还原(SCR)催化剂的使用能降低锅炉烟气氮氧化物被还原时的温度,这使得在工艺上能够将SCR装置布置在除尘器、甚至脱硫段之后,从而大大减轻烟尘对催化剂的磨损,以延长催化剂寿命,因此研发高活性高抗毒性的低温SCR催化剂具有重要的经济和实际意义。实验中,用柠檬酸配位燃烧法制备了尖晶石复合金属氧化物MnCo2O4,并使用X射线衍射仪、傅立叶红外分析仪对其进行了表征,在固定床反应器中考查了该催化剂的催化氧化、还原NO的性能、以及SO2的影响;结果表明:所制备的MnCo2O4催化剂呈现典型的尖晶石结构,在300℃,空速20000 h-1时,NO氧化率可以达到30%,而NH3催化还原NO的效率可达99.5%,但SO2对其还原性能有明显影响。选择钛硅复合氧化物为催化剂载体,前驱体引入硫酸化处理工艺,以铜钒为主要活性组分,构建了V-Cu/TiO2-SiO2催化体系,并制备了多种组成比例的催化剂。实验中,采用BET、SEM-EDS、XRD、XPS和FT-IR等手段对催化剂进行了表征,并考查了载体组成、钒负载量、铜负载量及形态、硫酸化操作等对催化剂活性的影响,以及催化剂对SO2和H2O的耐受能力和催化剂中毒后的再生能力。实验结果表明:在TiO2中添加一定量的SiO2可以显著增加载体的比表面积,但仅在SiO2含量介于10-20%(摩尔比例)之间时,催化剂表现出最高活性。催化剂表面钒氧化物的负载量是催化剂活性最显著的影响因素。在实验条件下,钒氧化物负载量为5wt%时,NO转化率在175℃已经达到90%以上。在V2O5/TiO2-SiO2表面进一步负载CuSO4会抑制催化剂活性,但进一步负载一定量的CuO则会对催化剂活性有促进作用。CuO/V2O5摩尔比为6时,170℃温度下方的催化剂活性得到显著提升,160℃时可经达到90%。受SO2和H2O的影响,该催化剂会渐渐失活,但热处理之后可以再生。添加助剂可进一步提高V-Cu/TiO2-SiO2的低温活性及低温抗中毒能力。实验研究发现Ce氧化物助剂的加入,可增大V-Cu/TiO2-SiO2的低温活性;而助剂W可使其抗硫中毒性能有所提高。当反应气中含600ppm SO2和10%水汽时,245℃时还原NO转化效率保持在90%以上。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章 绪论  12-26
  1.1 氮氧化物的来源、生成机理及危害  12-13
  1.2 我国燃煤氮氧化物污染现状  13-14
  1.3 燃煤氮氧化物净化技术  14-16
    1.3.1 燃烧过程控制技术  14-15
    1.3.2 烟气控制净化技术  15-16
  1.4 氮氧化物的催化治理技术  16-24
    1.4.1 催化分解  16-18
    1.4.2 催化氧化  18-20
    1.4.3 催化还原  20-24
  1.5 本工作的研究思路和要点  24-26
第二章 尖晶石型MnCo_2O_4催化剂的制备及SCR性能研究  26-33
  2.1 催化剂制备  26
  2.2 催化剂表征  26-28
    2.2.1 XRD  26-27
    2.2.2 FT-IR  27-28
  2.3 催化剂活性测试  28-31
    2.3.1 氧化性能  29-30
    2.3.2 NH_3-SCR性能  30-31
    2.3.3 SO_2抗毒性能  31
  2.4 本章小结  31-33
第三章 V-Cu/TiO_2-SiO_2体系催化剂的制备及NH_3-SCR性能研究  33-61
  3.1 催化剂体系的构建  33
  3.2 催化剂制备  33-35
    3.2.1 载体制备  33-34
    3.2.2 浸渍法负载活性组分  34-35
  3.3 催化剂表征  35-38
    3.3.1 比表面积及孔径测试(BET)  35
    3.3.2 电镜能谱分析(SEM-EDS)  35-36
    3.3.3 X射线衍射(XRD)  36-37
    3.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)  37-38
    3.3.5 傅立叶红外光谱分析(FT-IR)  38
  3.4 催化剂活性测试  38-46
    3.4.1 载体组成的影响  40-41
    3.4.2 活性组分负载量及形态影响  41-45
    3.4.3 短时单独抗硫试验  45-46
  3.5 催化剂抗毒性测试  46-50
    3.5.1 稳定性试验  46-47
    3.5.2 同时抗硫抗水试验  47-50
  3.6 硫酸化操作对比试验  50-56
    3.6.1 活性测试  51
    3.6.2 抗毒性能及再生性测试  51-53
    3.6.3 XPS测试分析  53-56
  3.7 催化剂性能优化--添加助剂  56-59
    3.7.1 优选样本性能优化—添加助剂CeO_2  56-57
    3.7.2 优选样本性能优化—添加助剂WO_3  57-59
  3.8 本章小结  59-61
第四章 结论与建议  61-63
  4.1 结论  61-62
  4.2 对今后工作的建议  62-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
作者攻读学位期间的研究成果和发表的学术论文目录  69-70
作者和导师简介  70-72
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  72-73

相似论文

  1. 煤制液体燃料过程中可弃型催化剂的设计与实验研究,TQ529.1
  2. 金属蜂窝与再生冷却通道的传热特性研究,V215.4
  3. 粉煤灰制备低温陶瓷泡沫材料的研究,TU52
  4. 西施舌精子冷冻保存及其冷冻损伤机理研究,S968.3
  5. 无磷保水剂在凡纳滨对虾虾仁冻藏加工中的应用及保水机理研究,TS254.4
  6. 低温胁迫对荷那龙罗非鱼脂肪酸组成与含量的影响,S917.4
  7. 锰—铁催化剂低温催化氧化NO研究,X701
  8. 离子交换法去除原水中六价硒,X703
  9. 低温胁迫对荷那龙罗非鱼血液生理生化指标的影响,S917.4
  10. 以海泡石为载体的催化剂选择性催化加氢肉桂醛为肉桂醇的研究,O643.32
  11. 聚苯胺—金属配合物的制备及其催化性能研究,O634
  12. 含碳水化合物衍生的一价及二价咪唑盐离子液体的合成与表征,O621.3
  13. 聚丙烯腈基两性离子交换纤维的制备及性能研究,TQ342.31
  14. Pseudomonas sp.RT-1低温脂肪酶发酵条件优化、纯化及基因的克隆表达,TQ925
  15. SCR脱硝反应器物理场特性研究与结构优化设计,X773
  16. 环境因子对牡丹试管苗生根的影响,S685.11
  17. 温度及育苗方式对草莓生长发育的影响,S668.4
  18. 公共政策执行再生性梗阻与症解研究,D035
  19. 拟南芥GEF家族在各组织中的表达及其对非生物胁迫的反应研究,Q945.78
  20. 燃料电池铂、钯基催化剂的形貌控制与阳极电催化性能,TM911.4
  21. 直接甲酸燃料电池阳极催化剂Pd/C的研究,O643.36

中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
© 2012 www.xueweilunwen.com