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氧化铈基材料的制备及其烟气脱硝性能研究
汇报人：
2024-01-16
引言
氧化铈基材料的制备
氧化铈基材料烟气脱硝性能研究
氧化铈基材料烟气脱硝机理探讨
氧化铈基材料烟气脱硝技术经济性分析
结论与展望
contents
目
录
01
引言
随着工业发展和城市化进程，氮氧化物（NOx）排放日益严重，导致大气污染、酸雨、光化学烟雾等环境问题。
氮氧化物污染
烟气脱硝技术是控制NOx排放的有效手段，其中选择性催化还原（SCR）技术是目前应用最广泛的方法。
烟气脱硝技术
氧化铈（CeO2）具有良好的氧化还原性能和催化活性，在SCR技术中展现出优异的脱硝性能，成为研究热点。
氧化铈基材料
国内研究现状
国内在氧化铈基材料制备、改性及其烟气脱硝性能方面取得了一定进展，但工业化应用仍面临挑战。
02
氧化铈基材料的制备
通过向铈盐溶液中加入沉淀剂，生成难溶性的氢氧化物或碳酸盐沉淀，再经过滤、洗涤、干燥等步骤得到氧化铈。
沉淀法
在高温高压的水热条件下，利用铈盐的水解反应生成氢氧化铈，再经脱水得到氧化铈。此方法可制备出高纯度、粒度均匀的氧化铈。
水热法
将铈盐溶于有机溶剂中，形成溶胶，再通过凝胶化过程得到凝胶，最后经干燥、煅烧得到氧化铈。此方法可制备出高比表面积、高活性的氧化铈。
溶胶-凝胶法
配料→溶解→沉淀/水热/溶胶-凝胶→过滤/离心→洗涤→干燥→煅烧→粉碎→产品。
通过调整沉淀剂种类和浓度、水热反应温度和时间、溶胶-凝胶过程中的pH值和温度等参数，优化氧化铈的粒径、形貌和比表面积等性能。
工艺优化
工艺流程
01
02
X射线衍射（XRD）
分析氧化铈的晶体结构和相组成。
扫描电子显微镜（SEM）
观察氧化铈的微观形貌和粒径分布。
比表面积和孔径分布（B…
测定氧化铈的比表面积和孔径分布，评估其催化活性。
热重分析（TGA）
研究氧化铈的热稳定性和组成变化。
X射线光电子能谱（XP…
分析氧化铈表面的元素组成和化学状态。
03
04
05
03
氧化铈基材料烟气脱硝性能研究
实验装置
采用固定床反应器，模拟烟气由N2、O2、NO、SO2和N2O等组成，通过质量流量计控制各气体流量。
实验方法
将氧化铈基材料置于反应器中，在一定温度下通入模拟烟气，通过检测进出口烟气中NO、NO2和N2O的浓度变化，评价材料的烟气脱硝性能。
N2选择性
N2选择性反映了烟气脱硝过程中N2的生成情况，计算公式为（出口N2浓度-进口N2浓度）/（进口NO浓度-出口NO浓度）×100%。
硫氧化率
硫氧化率反映了烟气中SO2的氧化程度，计算公式为（出口SO3浓度-进口SO3浓度）/进口SO2浓度×100%。
NO转化率
NO转化率是评价烟气脱硝性能的重要指标，计算公式为（进口NO浓度-出口NO浓度）/进口NO浓度×100%。
随着反应温度的升高，NO转化率和N2选择性先升高后降低，存在一个最佳反应温度。
温度对烟气脱硝性能的影响
随着空速的增加，NO转化率和N2选择性逐渐降低，但硫氧化率基本保持不变。
空速对烟气脱硝性能的影响
随着氧气浓度的增加，NO转化率和N2选择性逐渐升高，但过高的氧气浓度会导致硫氧化率的增加。
氧气浓度对烟气脱硝性能的影响
SO2的存在会对氧化铈基材料的烟气脱硝性能产生抑制作用，降低NO转化率和N2选择性。
SO2对烟气脱硝性能的影响
04
氧化铈基材料烟气脱硝机理探讨
03
N的固定
吸收后的硝酸和亚硝酸与氧化铈基材料中的某些成分反应生成稳定的含氮化合物，实现氮的固定。
01
NO的氧化
在氧化铈基材料的催化作用下，烟气中的NO被氧化成NO2。
02
NO2的吸收
NO2进而与烟气中的水蒸气和氧气反应生成硝酸和亚硝酸，被氧化铈基材料吸收。
1
2
3
氧化铈基材料具有良好的催化活性，能够降低NO氧化反应的活化能，促进NO向NO2的转化。
催化作用
氧化铈基材料具有较大的比表面积和孔容，有利于NO2和硝酸、亚硝酸的吸收。
吸收作用
氧化铈基材料中的某些成分能够与硝酸和亚硝酸反应生成稳定的含氮化合物，实现氮的固定，防止二次污染。
氮固定作用
烟尘浓度
烟尘浓度的增加会覆盖在氧化铈基材料表面，堵塞孔道，降低催化剂的活性位点数量，从而降低脱硝效率。
氧气浓度
氧气浓度的增加有利于NO的氧化反应进行，从而提高脱硝效率。但过高的氧气浓度可能导致氧化铈基材料的烧结和失活。
水蒸气浓度
水蒸气浓度的增加有利于NO2的吸收和氮的固定，从而提高脱硝效率。但过高的水蒸气浓度可能导致氧化铈基材料的潮解和失效。
SO2浓度
SO2浓度的增加会与NO2竞争吸收位点，降低脱硝效率。同时，SO2还会与氧化铈基材料反应生成硫酸盐，导致催化剂中毒失活。
05
氧化铈基材料烟气脱硝技术经济性分析
材料制备技术
01
氧化铈基材料的制备技
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