粉煤灰-凹凸棒石负载锰氧化物催化剂低温SCR脱硝性能研究..doc

粉煤灰-凹凸棒石负载锰氧化物催化剂低温SCR脱硝性能研究 （能化2班 杨勇林，袁海德，谢艳，张丽茹） 摘要：氮氧化物(NO:)是化石燃料尤其煤炭燃烧过程中排放的主要污染物之一，它 不仅危及人的健康，还会引起酸雨、光化学烟雾等严重的环境问题，所以对NOx 的治理一直是各国研究的重点，目前以NH3为还原剂的选择性催化还原(SCR) 法脱除烟气中的NOx已得到广泛的应用，而高效SCR催化剂的研发和性能调控 是SCR烟气脱硝技术的核心。目前国外成熟的商用工业SCR催化剂以二氧化钛为载体负载五氧化二钒为活性组分并添加其他助剂的催化剂为主，其工作温度 为300?400°C以避免烟气中SO2的毒化影响。为获得理想的脱硝效果，多采用高温高灰工艺，即将SCR装置设在除尘和脱硫之前。但催化剂易受到粉尘的冲 刷磨损以及粉尘中碱金属及重金属组分的毒化，若将SCR系统置于脱硫工序之后，催化剂可在较“洁净”的环境下工作，可延长了催化剂寿命，但烟气温度 较低（通常为150°C以下）需对烟气再 热，从而增加了能耗。因此适用于系统末 端的低温(低于150°C)SCR 催化剂的研究和开发成为研究人员关注的热点。 关键词：粉煤灰，凹凸棒石，锰氧化物，低温选择性催化还原目录 第一章绪论 I 1.1选题背景 I 1.1.1我国大气污染现状 I 1.1.2氮氧化物(NOx)及其危害 I 1.13氮氧化物(NOx)污染控制技术 I SCR烟气脱硝技术 2 SCR反应机理 2 1.2.2低温SCR脱硝催化剂 4 1.3粉煤灰、凹凸棒石性质及其研究现状 6 1.3.1粉煤灰的性质及研究现状 6 1.3.2凹凸棒石的性质及研究现状 7 1.3.3催化剂的活性组分 9 1.4课题研究目的及内容 10 1.4.1研究目的 10 1.4.2主要内容 10 第二章实验 11 2.1试验材料与仪器 11 2.2催化剂的制备 12 2.3催化剂的活性评价 12 2.3.1模拟烟气的配制 12 2.3.2脱硝活性评价装置 12 2.3.3脱硝性能评价指标 13 2.4催化剂的表征 13 X射线衍射仪(XRD) 13 2.4.2比表面积和孔结构测试(BET) 13 2.4.3扫描电子显微电镜(SEM) 13 X射线光电子能谱分析(XPS) 14 2.4.5热重分析(TG) 14 2.4.6程序升温脱附(TPD) 14 第三章MnxOy催化剂的制备与表征 15 3.1引言 15 3.2试验部分 15 Mnx/FA-PG催化剂的制备 15 MnxOy催化剂的制备 16 3.2.3催化剂的活性评价 16 3.2.4催化剂的表征 16 3.3结果与讨论 16 3.3.1粉煤灰-凹凸棒石为载体低温SCR催化剂活性组分的筛选.16 3.3.2催化剂制备方法对其低温活性的影响 19 3.3.3粒径对催化剂低温活性的影响 20 3.3.4煅烧温度和煅烧时间对催化剂脱低温活性的影响 20 3.3.5不同前驱体及负载量对催化剂脱硝性能的影响 21 3.3.6催化剂的表征 .23 3.4小结 30 第四章：MnxOy催化剂低温脱硝性能研究 31 4.1引言 31 4.2实验部分 31 4.2.1催化剂的制备 31 4.2.2催化剂的活性评价 31 4.2.3催化剂的表征 .31 4.3结果与讨论 31 4.3.1反应温度对Mn8/FA-PG/400°C催化剂脱硝活性的影响.......31 3.4.2空速(GHSV)对Mn8/FA-PG/400°C催化剂脱硝活性的影响..33 3.4.3 SO2对Mn8/FA-PG/400°C催化剂脱硝活性的影响 34 4.4 顿 38 第五章MuxOy/FA-PG催化剂酸处理改性方法研究 39 5.1引言.……: 39 5.2试验部分 39 5.2.1催化剂的制备 39 5.2.2催化剂的活性评价 40 5.2.3催化剂的表征 40 结果与讨论 40 酸洗工艺对Mn8/FA-PG催化剂脱硝活性的影响 40 不同酸种类酸洗对Mn8/FA-PG催化剂活性的影响 41 5.3.3不同酸洗浓度对Mn8/FA-PG催化剂活性的影响 42 5.3.4催化剂性能表征 43 小结 46 第六章结论与展望 47 结论 47 展望 47#考文献 攻读硕士学位期间发表论文及获奖情况插图清单 图1-1?粉煤灰扫描电镜图片 - 6 图1-2凹凸棒石的晶体结构 8 图2-1脱硝活性评价装置 13 图3-1锻烧温度与负载量不同的各组催化剂的活性评价 18 图3- 2不同方法制备Mnx/FA-PG催化剂的脱硝效率 19 图3-3不同颗粒的Mnx/FA-PG催化剂的脱硝效率 20 图3-