改性炭基催化剂低温选择性还原脱硝性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xulele2
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氮氧化物是重要的大气污染物之一,选择性催化还原(SCR)是目前工业上对固定源排放烟气中NOx脱除比较成熟的有效方法之一。近年来由于低温SCR具有很好经济性且良好的工业背景己成为研究的热点,但从国内外来看,低温SCR技术工业化障碍在于催化剂活性不高、抗硫毒性与抗水毒性差。因此,对于以上问题本文采用活性炭为载体,过渡金属元素为主要活性组分,进行低温(100℃左右)SCR研究。首先,对活性炭(AC)进行低温SCR研究(空速15000h-1),结果发现:活性炭起初的脱硝率为50%左右,后期稳定在18%,活性炭在100℃情况下,表现为吸附与催化共同作用,但活性不高。为了提高活性,本文对活性炭进行改性与负载过渡金属氧化物。采用氧化和金属离子交换的方法,对活性炭进行表面结构改性,大大提高了活性金属氧化物的分散性和负载量;在浸渍沉淀过程中添加活化剂尿素,有利于金属氧化物的均匀分布和沉淀,并焙烧产生气孔和改性活性炭有利于吸附NH3和增大活性金属氧化物表面积,提高了NO脱除效率;改性后的活性炭浸渍沉淀金属氧化物,制备出了三种不同规格炭基材料的低温SCR催化剂(C1,C2,C3);在不同空速条件下,对烟气进行脱硝测试,实验中操作温度范围在90-110℃之间,空速在7500-25000h-1之间,实验结果表明C1和C2具有较好的脱除效率,空速对活性炭的脱除效率影响较大。实验中空速为15000h-1,反应温度为100℃时,氮氧化物的转化率稳定为86%,实验中还发现,氨气通入的先后顺序对脱硝速率有很大的影响,先通入氨气有利于氨气占领吸附位,脱硝反应速率快。最后,本文研究了低温SCR催化剂的抗硫性与抗水性,结果发现:SCR催化剂对低浓度S02的抗性较好,但H2O影响较大,含湿量越大,活性越差。但H2O对催化剂的副作用属于可逆过程,当水的湿含量在5%下,反应温度不低于140℃,H2O的影响几乎可忽略不计。
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