本文選題：低溫脫硝催化劑　切入點：NH_3-SCR　出處：《湘潭大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：氮氧化物NOx是造成酸雨、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧等全球性環(huán)境問題的主要大氣污染物之一,也是我國生態(tài)文明建設(shè)的重點和難點。氨氣選擇性催化還原技術(shù)(NH_3-SCR)以其較高的脫硝效率已經(jīng)廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、柴油車尾氣等NOx的脫除。其中,擠出成型V2O5-WO3(MoO3)/TiO2蜂窩催化劑廣泛應(yīng)用于電力行業(yè),其溫度窗口在300-400℃,具有良好的抗硫抗水中毒穩(wěn)定性。由于傳統(tǒng)商業(yè)釩鎢鈦脫硝催化劑存在脫硝活性溫度高、原料成本高以及V2O5劇毒性等弊端,因此開發(fā)活性高、成本低、無毒無害的適合典型工業(yè)燃燒煙氣的脫硝催化劑及其應(yīng)用技術(shù)成為當(dāng)前國內(nèi)脫硝領(lǐng)域研究的熱點和難點。目前,降低SCR脫硝催化劑成本的主要方法通常是采用涂覆催化劑的制備工藝減少活性催化劑的用量,或是采用廉價的催化劑原料。首先針對中小型工業(yè)燃燒煙氣低塵、低溫的特點,開發(fā)低成本的涂覆型蜂窩體低溫脫硝催化劑能顯著地降低脫硝工程投入,具有重要的工業(yè)應(yīng)用價值。本文在分步浸漬法制備V2O5(4wt.%)-MoO3(4wt.%)-WO3(5wt.%)/TiO2低溫粉末脫硝催化劑的基礎(chǔ)上,通過打漿分散與粘結(jié)劑添加制備催化劑漿料,以廉價載體為基質(zhì)制備成表面涂覆型蜂窩催化劑。通過優(yōu)選粘結(jié)劑制備涂覆蜂窩體催化劑,涂層厚度達(dá)到110μm時,可獲得與100%成型蜂窩體相近的脫硝活性,抗硫抗水中毒穩(wěn)定性測試超過100 h,且耐磨性達(dá)到應(yīng)用要求,活性粉末催化劑用量僅為擠出型催化劑的12.8%,顯著降低了催化劑的成本。該涂覆型催化劑在1萬方煙氣量的玻璃窯爐脫硝性能中試中,入口煙氣NOx濃度2800 mg/Nm3,溫度240-300℃,空速7150 h-1條件下,穩(wěn)定運行超過1100 h,脫硝率達(dá)到80%,NH_3逃逸量3 ppm,達(dá)到玻璃行業(yè)煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。其次,本著“以廢治廢”理念,探索以赤泥為原料制備鐵基金屬氧化物脫硝催化劑,考察其脫硝性能及應(yīng)用可能性。催化劑結(jié)構(gòu)表征(XRF,XRD,SEM,TEM,BET,TG,XPS)揭示了酸處理以及水洗能夠去除赤泥原料中的堿/堿土金屬,同時增強赤泥顆粒分布的均勻性,二者均能提高催化劑的脫硝活性。經(jīng)硫化作用后,催化劑產(chǎn)生更多的酸性硫酸鐵活性物種,其NO轉(zhuǎn)化率在400℃以上從80%升至100%且具備優(yōu)異的抗硫抗水性能。通過對H2-TPR,NH_3-TPD以及原位漫反射傅里葉紅外光譜的分析,發(fā)現(xiàn)赤泥催化劑上的NH_3-SCR反應(yīng)遵循E-R反應(yīng)機理,且NH_3吸附反應(yīng)為該催化反應(yīng)的控制步驟,同時進一步揭示了堿金屬元素,SO2和H2O對赤泥催化劑活性位點吸附性能及反應(yīng)特性的影響。
[Abstract]:Nitrogen oxide (NOx) is one of the major atmospheric pollutants causing global environmental problems such as acid rain, Greenhouse Effect and photochemical smog. Ammonia selective catalytic reduction technology (NH3-SCR) has been widely used in the removal of NOx in coal-fired power plants, industrial boilers, diesel vehicles and so on with its high denitrification efficiency. Extrusion molding V2O5-WO3(MoO3)/TiO2 honeycomb catalyst is widely used in power industry, its temperature window is 300-400 鈩，

本文編號：1659995