本文關(guān)鍵詞：Fe-Ti尖晶石低溫SCR性能的改進

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【摘要】：氮氧化物能導(dǎo)致酸雨、霧霾和光化學(xué)煙霧等一系列環(huán)境問題。氨選擇性催化還原法(NH3-SCR)因其技術(shù)相對成熟高效,已成為控制氮氧化物排放的主流技術(shù)。該技術(shù)的傳統(tǒng)商用催化劑為V2O5-WO3/Ti2O,但其存在溫度窗口窄、V205具有毒性等缺點。因此,尋找新型、高效、環(huán)境友好型SCR催化劑具有重要的實際意義。Fe-Ti尖晶石具有無毒、高溫活性好等優(yōu)點,是一種極具開發(fā)潛力的SCR催化劑,但其低溫活性差,這限制了Fe-Ti尖晶石的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。本論文以Fe-Ti尖晶石為研究對象,以拓寬反應(yīng)溫度窗口為目的,有針對性組合Fe-Ti尖晶石與Mn-Fe尖晶石,有目的改性Fe-Ti尖晶石,提高Fe-Ti尖晶石低溫SCR反應(yīng)活性。本論文所取得的研究成果如下：(1)將高溫Fe-Ti尖晶石催化劑與低溫Mn-Fe尖晶石催化劑組合,用于寬溫度窗口的SCR工藝。當(dāng)Fe-Ti尖晶石位于Mn-Fe尖晶石的上游時,兩種催化劑都可以在各自適宜的溫度窗口發(fā)揮各自的優(yōu)勢。因此,這種組合比其他組合擁有更佳的SCR反應(yīng)性能。三種組合催化劑的SCR反應(yīng)性能,主要取決于SCR反應(yīng)、NSCR反應(yīng)和C-O反應(yīng)對NH3消耗的貢獻(xiàn)率。(2) Fe-Ti尖晶石負(fù)載MnOx,并將其用于煙氣脫硝。由于NH3和NH2的吸附位遠(yuǎn)離Mn4+,使得Mn4+不能直接氧化NH2,從而抑制了其通過E-R機理產(chǎn)生N2O。Mn4+與Fe2+之間的快速電子轉(zhuǎn)移促進Fe3+的再生,增強吸附態(tài)NH3的活化,從而提高了SCR反應(yīng)活性。因此,10%Mn/Fe-Ti尖晶石具有優(yōu)異的SCR反應(yīng)性能。
【關(guān)鍵詞】：SCR反應(yīng) Fe-Ti尖晶石 Mn-Fe尖晶石 組合 低溫優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X701;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 氮氧化物污染概論11-12
• 1.1.1 氮氧化物的危害11
• 1.1.2 氮氧化物的來源11
• 1.1.3 氮氧化物的排放現(xiàn)狀11-12
• 1.2 氮氧化物的控制技術(shù)12
• 1.3 NH_3-SCR技術(shù)12-15
• 1.3.1 NH_3-SCR技術(shù)概述12-13
• 1.3.2 NH_3-SCR催化劑13-15
• 1.4 鐵基尖晶石型氧化物15-17
• 1.4.1 鐵基尖晶石型氧化物概述15
• 1.4.2 鐵基尖晶石型氧化物在NH_3-SCR技術(shù)中的應(yīng)用15-16
• 1.4.3 Fe-Ti尖晶石的NH_3-SCR反應(yīng)機制16-17
• 1.5 選題目的及主要研究內(nèi)容17-20
• 2 實驗部分20-26
• 2.1 實驗試劑與實驗儀器20
• 2.1.1 實驗試劑20
• 2.1.2 實驗儀器20
• 2.2 催化劑的制備20-22
• 2.2.1 Fe-Ti尖晶石的制備20-21
• 2.2.2 Mn-Fe尖晶石的制備21-22
• 2.2.3 10%Mn/Fe-Ti尖晶石的制備22
• 2.2.4 5%Mn-10%Fe/TiO_2催化劑的制備22
• 2.3 催化劑的表征22-24
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)22
• 2.3.2 比表面積(BET)22
• 2.3.3 程序升溫H_2還原(H_2-TPR)22-23
• 2.3.4 原位紅外光譜(In situ DRIFTS)23
• 2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)23
• 2.3.6 NO_x程序升溫脫附(NO_x-TPD)23
• 2.3.7 NH_3程序升溫脫附(NH_3-TPD)23-24
• 2.4 催化劑的SCR反應(yīng)性能評價系統(tǒng)24-26
• 2.4.1 配氣系統(tǒng)24
• 2.4.2 反應(yīng)系統(tǒng)24-25
• 2.4.3 檢測系統(tǒng)25-26
• 3 Fe-Ti尖晶石與Mn-Fe尖晶石組合用于NH_3-SCR反應(yīng)26-36
• 3.1 實驗方法26-27
• 3.1.1 催化劑的制備26
• 3.1.2 催化劑的組合順序26-27
• 3.2 實驗結(jié)果與討論27-34
• 3.2.1 X-射線衍射(XRD)27
• 3.2.2 SCR反應(yīng)性能27-29
• 3.2.3 SCR反應(yīng)、NSCR反應(yīng)和C-O反應(yīng)對NH_3消耗的貢獻(xiàn)率29-31
• 3.2.4 組合順序?qū)CR反應(yīng)性能的影響31-34
• 3.3 催化劑抗水性能評價34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 4 Fe-Ti尖晶石負(fù)載MnO_x用于NH_3-SCR反應(yīng)36-56
• 4.1 實驗方法36-37
• 4.1.1 催化劑的合成36
• 4.1.2 NH_3-SCR反應(yīng)性能評價36-37
• 4.2 催化劑表征37-46
• 4.2.1 X-射線衍射(XRD)與比表面積(BET)37-38
• 4.2.2 程序升溫H_2還原(H_2-TPR)38
• 4.2.3 NO_x程序升溫脫附(NO_x-TPD)與NH_3程序升溫脫附(NH_3-TPD)38-42
• 4.2.4 NO的氧化與NH_3的氧化42-43
• 4.2.5 X射線光電子能譜(XPS)43-46
• 4.3 實驗結(jié)果與討論46-55
• 4.3.1 SCR反應(yīng)性能46-47
• 4.3.2 抗水抗硫性能47-49
• 4.3.3 瞬態(tài)反應(yīng)49-52
• 4.3.4 NH_3-SCR反應(yīng)機制研究52-54
• 4.3.6 MnO_x的負(fù)載對Fe-Ti尖晶石SCR反應(yīng)性能的影響54-55
• 4.4 本章結(jié)論55-56
• 5 結(jié)論及展望56-57
• 5.1 結(jié)論56
• 5.2 論文的主要問題及將來的研究方向56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-67
• 附錄67

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫體忠,葛慶麟,陳源;Fe和Fe-Ti稀固溶體合金的晶體生長[J];金屬學(xué)報;1985年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 戚飛鴻;Fe-Ti尖晶石低溫SCR性能的改進[D];南京理工大學(xué);2016年

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本文編號：557618