论文部分内容阅读
氮氧化合物(NOx)是大气重要污染源之一,以NH3为还原剂的选择性催化还原(NH3-SCR)脱硝技术是目前最为有效的脱硝方法。尽管V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂已经商业化,但其对环境有很大的危害且只能在高温下才能保持较高的活性。因此,亟待研制一种脱硝活性高、环境友好、无生物毒性的低温NH3-SCR催化剂。本论文是在前期蜂窝状活性炭担载MnOx催化剂(MnOx/ACH)脱硝行为研究基础上,针对该催化剂抗硫性能差的不足,通过在该催化剂中添加Ce02制得MnOx-CeO2/ACH脱硝催化剂,利用MnOx-CeO2的协同催化功能进一步提高MnOx/ACH催化剂的脱硝活性并有效解决其抗硫性能。具体研究了Ce的添加量、反应条件、催化反应机理、S02对MnOx-CeO2/ACH催化剂脱硝行为的影响；并通过Fe、Sn对MnOx-CeO2/ACH催化剂进行改性,进一步提高其抗硫性能。在上述研究过程中,本论文对相关的抗硫化机理等作了深入分析,并得到如下主要结果或结论：(1)在80～200℃温度范围内,CeO2的添加可以提高MnOx/ACH催化剂的脱硝活性。其中,当铈锰的摩尔比为1时,在160℃下,MnOx-CeO2/ACH催化剂具有最佳的脱硝活性,NO的转化率接近100%。Ce02的助催化机制在于：Ce02的添加有利于提高MnOx在ACH载体表面的无定型均匀分散状态,同时提高了MnOx/ACH催化剂化学吸附氧量的增加,最终导致催化剂的脱硝活性提高。(2)暂态响应实验结果表明,蜂窝状MnOx-CeO2/ACH催化剂的NH3-SCR反应遵循Eley-Rideal反应机理。即,吸附态的NH3和气相NO反应,最终转化成N2和H20。(3)相对MnOx/ACH催化剂而言,MnOx-CeO2/ACH催化剂的抗SO2毒化性能得到一定程度地提高。具体SO2的毒化机理是：在SCR反应过程中,催化剂表面沉积有亚硫酸铵和硫酸铵盐,同时SO2与NH3在催化剂表面存在竞争吸附。(4)Fe和Sn改性的FeOx-MnOx-CeO2/ACH和SnOx-MnOx-CeO2/ACH催化剂的低温脱硝活性均有所降低,但FeOx-MnOx-CeO2/ACH催化剂在160℃下的抗硫性能略有提高；SnOx-MnOx-CeO2/ACH催化剂的在250℃下的抗硫性能有明显的提高。