本文關鍵詞：釩鎢鈦催化劑堿金屬中毒規(guī)律及抗中毒實驗研究

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【摘要】：SCR脫硝技術以其高活性、高脫硝效率、沒有副產物等優(yōu)點得到廣泛應用,其中催化劑是整個SCR脫硝技術的核心。目前常用的商業(yè)催化劑為V_2O_5-WO_3/TiO_2,催化劑通常布置于高溫、高塵煙氣道中,其脫硝性能易受飛灰中各種堿金屬組分的影響而降低,而在不同的應用場合中堿金屬的存在形式有較大差異,研究脫硝催化劑在不同煙氣組分條件下的性能并研究催化劑的中毒規(guī)律對催化劑的穩(wěn)定運行十分重要,同時如何在現有的催化劑配方基礎上進行配方調控達到更好的抗中毒能力對延長催化劑壽命也有重要意義。本文首先以商用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化劑為研究對象,對摻雜不同形態(tài)的堿金屬鈉鹽(NaOH、NaCl、NaNO3、Na2SO4和NaHSO4)催化劑進行研究,在活性測試的基礎上,通過NH_3-TPD、N_2-TPR、BET、SEM、XRD對催化劑進行表征,得到了不同堿金屬對催化劑的中毒機理。結果表明,不同形態(tài)的堿金屬在不同煅燒溫度下對催化劑中毒影響不同,在低溫200℃時,NaOH就會與催化劑發(fā)生作用,造成催化劑失活;在溫度為300℃~400℃,NaCl和NaNO3會使催化劑活性明顯下降;不同的溫度下,Na2SO4和NaHSO4兩種堿金屬對催化劑的脫硝效率有一定的促進作用。通過TPD和TPR表征得出,堿金屬的摻雜會減少酸性位的數量,使NH_3的吸附能力下降,同時降低了吸附位和還原位的反應位活性,因此使催化劑的脫硝活性降低。其次制備了一種新型V2O5-Ce(SO_4)_2/TiO2高效抗堿金屬中毒催化劑,在商用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化劑的基礎上,用Ce(SO_4)_2代替WO3進行改進,通過研究新型催化劑中毒前后的脫硝活性,結晶形態(tài),微觀形貌,表面酸性及氧化還原能力,找到最佳的Ce(SO_4)_2摻雜比例及新型催化劑的抗中毒機理。結果表明,當Ce(SO_4)_2的摻雜比例為10%和13%時,新鮮V2O5-Ce(SO_4)_2/TiO2催化劑在高溫段330℃~450℃表現出高于商用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化劑的脫硝效率;中毒后,此溫度段下V2O5-Ce(SO_4)_2/TiO2催化劑的脫硝效率高于商用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化劑25%左右,新型催化劑Ce(SO_4)_2的摻雜比例為10%和13%時為最佳,此比例下催化劑具有高效抗堿金屬中毒的性能。從TPD和TPR看出,對催化劑進行改進后,催化劑表面形成豐富的酸性位,同時催化劑的氧化還原能力明顯提高。堿金屬NaNO3中毒后,在酸性位數量降低幅度上,傳統(tǒng)商用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化劑要明顯高于V2O5-Ce(SO_4)_2/TiO2催化劑;在酸性位數量上,新型V2O5-Ce(SO_4)_2/TiO2催化劑要明顯高于V_2O_5-WO_3/TiO_2催化劑。從氧化還原性能上,V2O5-Ce(SO_4)_2/TiO2催化劑在中毒前后的氧化還原能力上都要高于V_2O_5-WO_3/TiO_2催化劑。因此,從以上分析可以看出,催化劑在中毒前后,新型催化劑表面酸性和氧化還原能力都要優(yōu)于傳統(tǒng)商用催化劑,V2O5-Ce(SO_4)_2/TiO2催化劑具有高效的抗堿金屬中毒的性能。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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