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近年来,大气中VOCs的排放带来的空气污染问题日益严重。与传统的固定床催化燃烧技术相比,流向变换催化燃烧技术在处理VOCs方面具有独特的优势。流向变换催化燃烧反应器具有很高的的集成度和热回收效率,即使污染物浓度很低,反应也能自热进行,且抗干扰能力较强,即便原料气浓度和流量在一定范围内频繁的波动,系统也能维持正常的运作。本文以含甲苯的空气为模拟的工业废气,从催化剂的低温催化活性和流向变换操作参数展开对流向变换系统的催化燃烧甲苯的研究。一方面,采用等体积浸渍法制备Pd/MnxZr1-xO2/堇青石陶瓷载体催化剂,考察锰锆原子比的不同对甲苯催化性能的影响,并运用BET、SEM、XRD、Raman等表征手段对催化剂进行了表征,考察制备条件等因素对催化剂催化活性的影响。另一方面,在流向变换催化燃烧反应系统中,系统考察了操作参数(甲苯浓度、空速及切换周期)对热波形状与特征参数(波峰温度、平均温度和移动速度)的影响。主要结论如下:1. Pd/MnxZr1-xO2/堇青石陶瓷载体催化剂活性涂层负载均匀,抗震性能好;锰锆原子比的不同对催化剂比表面积影响不大;焙烧温度过高时,催化剂中氧化钯晶粒增大可能是导致催化剂活性降低的主要原因。在实验条件为空速为4000h-1、甲苯进口浓度400 mg?Nm-3时,600℃温度焙烧的堇青蜂窝陶瓷负载的Pd/Mn0.4Zr0.6O2催化剂的催化活性最高,280℃时甲苯的转化率可达95%。2.对于Pd/Mn0.4Zr0.6O2/堇青石陶瓷载体催化剂,络合剂柠檬酸的添加可适当的提高催化剂的活性;较低焙烧温度时,催化燃烧效率随着焙烧温度的提高而增加,但温度过高时,催化剂会部分烧结,催化活性降低;钯质量分数为0.8%时,催化剂的催化活性最强。催化剂的低温活性随着空速的增加呈先增强后减弱的趋势;短时间放置的催化剂对催化效果影响不大,且热稳定性好。3.在流向变换催化燃烧系统中,较佳的操作参数为:甲苯浓度800～3200 mg/m3,空速2000 h-1～12000h-1,切换周期2～10min,其中空速和甲苯浓度对热波移动速度的影响较大,热波的波峰温度和反应器平均温度随着甲苯浓度的增加而增加,随着切换周期的缩短而升高,随着空速的增加先升高后降低,与固定床装置相比,在流向变换装置中催化剂的活性更高,甲苯去除率在96.5%以上。