【摘 要】
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氮氧化物是导致酸雨、光化学烟雾的主要原因。现有低温SCR脱硝催化剂价格昂贵,采用模块化安装亦增加了企业的运行维护成本。因此降低催化剂的价格,开发出能够实际应用的成型催化剂成为目前的研究热点。本文选取了价格低廉的燃煤飞灰作为催化剂载体,优化了活性组分配方,开发出脱硝性能良好的低温催化剂。接着开展了催化剂的成型化研究,制备出直接用于填充床的颗粒状催化剂,为未来的大规模制备积累了相关成型工艺参数。最后考
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氮氧化物是导致酸雨、光化学烟雾的主要原因。现有低温SCR脱硝催化剂价格昂贵,采用模块化安装亦增加了企业的运行维护成本。因此降低催化剂的价格,开发出能够实际应用的成型催化剂成为目前的研究热点。本文选取了价格低廉的燃煤飞灰作为催化剂载体,优化了活性组分配方,开发出脱硝性能良好的低温催化剂。接着开展了催化剂的成型化研究,制备出直接用于填充床的颗粒状催化剂,为未来的大规模制备积累了相关成型工艺参数。最后考察了操作工况对成型催化剂脱硝性能的影响,并进行了实际烟气测试。具体研究内容如下:首先,对燃煤飞灰经过浓度为30%的硝酸改性后,可以去除其中大部分的碱金属、碱土金属元素,并使其比表面积提高了近30倍达到202.10m~2/g。接着采用浸渍法负载Mn、Ce、Ni活性组分后,催化剂在140℃时具有77.24%的脱硝性能,在200℃时更是达到最高98.76%。经过表征发现催化剂的低温脱硝活性与比表面积、活性元素的化合价态、化学吸附氧浓度以及酸性位点数量有关。随后,以酸洗后的燃煤飞灰为主要原料,加入成型助剂,并利用挤压成型的方式制备出成型的催化剂载体,再负载上文筛选出的活性组分。考察了各种成型助剂添加量对催化剂机械强度的影响,最终确定了外加成型助剂的最佳比例分别为:水粉比1:3,强度剂玻璃纤维10%,粘结剂聚丙烯酰胺8%,造孔剂活性炭5%,助挤剂甘油4%,此时成型催化剂机械强度都在2MPa以上。最后,优选出的圆孔式成型催化剂在体积空速控制为6000 h-1,氨氮比为1、O2浓度为6%的工况下,在200℃下达到98.56%的最大脱硝效率。同时催化剂具有良好的抗硫抗水性能,在100ppm SO2和10vol.%H2O的混合气氛下,仍具有81.44%以上的NO转化率。此外在140℃的实际烟气中,其脱硝活性可保持在66.38%以上。而去除烟气中的SO2以及H2O后,脱硝效率可进一步提升约10%。
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