论文摘要
烟气NOx中90%95%为NO,NO除生成络合物外,无论在水中或碱液中都不被吸收。为了有效吸收NOx,需将50%60%的NO氧化为NO2（此时NOx的吸收率最高）,再用湿法脱硫的吸收剂吸收,即可实现湿法一步同时脱硫脱氮。若能达此目的,将是最具竞争力的硫、氮同脱技术。烟气中O2不能直接快速氧化NO,O3、KMnO4等气、液相氧化剂能直接氧化NO为NO2,但成本过高,难以工业应用。于是NO选择性催化氧化（Selective Catalytic Oxidation,SCO）成为研究热点。另一方面,低温NO选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction,SCR）催化剂的应用能将SCR装置直接置于电除尘器之后,避免商用催化剂V2O5-（WO3）/TiO2由于高温、高尘区（床层置于未经除尘的锅炉省煤器之后350℃区域）操作引起的烟尘毒化作用,延长催化剂寿命;而且该技术可与我国现有的省煤器、空气预热器和锅炉组装为一体的锅炉系统匹配。因此研发高活性、高抗毒性的低温SCR和SCO催化剂在我国具有重要的理论和实际意义。本论文研制了Mn?V?Ce/TiO2催化剂,应用于催化处理NOx,从催化氧化和催化还原两个角度进行了系统的研究。在NO的催化氧化研究中,在制得最优催化剂的基础上,考察了温度、空速、NO进口浓度和O2浓度等操作因素以及H2O和SO2对Mn?V?Ce/TiO2催化剂氧化活性的影响。结果显示,NO进口浓度500×10-6（?）,O2浓度10%（?）,250℃下,空速5000 h?1和8000 h?1时的氧化率分别达到86.6%和74%;在长达40 h的稳定性实验中,空速5000 h?1和8000 h?1时,氧化率达到50%～60%所需的温度分别为在175℃和200℃。通入10%（?）H2O后对催化剂氧化活性影响较大;当同时通入10%（?）的H2O和300×10-6（?）的SO2后,NO氧化率下降明显,但在250℃时仍然可以维持在50.43%。同时通H2O、SO2后活性下降至50.43%的催化剂经350℃热再生后,活性可以完全恢复。本研究SCO催化剂是目前国内外文献报道中低温活性最好的,在175℃下活性达到50%～60%是SCO研究的一个突破。利用上述NO催化氧化中制得的最优Mn-V-Ce/TiO2催化剂,探讨了其NH3选择性催化还原NOx的性能。研究了各操作条件、NO、O2、NH3的暂态响应以及H2O和SO2对该催化剂SCR活性的影响。结果表明,该催化剂具有很好的低温SCR活性,在NO进口浓度900×10-6（?）、O2浓度6%（?）、空速5,000 h-1、NH3/NO 1.1、150℃下,NOx的SCR去除率可达99.2%。170℃时,8%（?）的H2O对该催化剂的活性没有影响,转化率保持在99%以上;同时通H2O、SO2后的400 min内,活性仅下降6%;单独通入SO2时,该催化剂中毒程度较深。H2O、SO2共存下生成的硫酸铵盐在催化剂表面沉积和部分活性组分被硫酸盐化是导致催化剂逐渐失活的原因。Mn?V?Ce/TiO2催化剂有望应用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NOx工业废气的低温SCR脱氮。本催化剂的组成在目前已报道的SCO催化剂和SCR催化剂中均未见报道。
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摘要Abstract第1章 绪论x 的危害、来源、性质及生成机理'>1.1 NOx的危害、来源、性质及生成机理x 的危害'>1.1.1 NOx的危害x 的来源'>1.1.2 NOx的来源x 的性质'>1.1.3 NOx的性质x 的生成机理'>1.1.4 NOx的生成机理x 催化脱除技术'>1.2 NOx催化脱除技术x 的催化分解法'>1.2.1 NOx的催化分解法1.2.2 NO 的选择性催化氧化法x'>1.2.3 选择性催化还原法脱除 NOx1.3 本课题的提出和研究的主要内容1.3.1 本课题的提出1.3.2 本课题研究的主要内容1.4 本课题的研究目的和意义第2章 催化剂的制备及优化2.1 实验试剂及器材2.2 催化剂的制备2.3 活性测试装置与流程2.4 催化剂的活性测试方法2.5 催化剂的表征2.6 催化剂的优化2.6.1 无催化剂的空白实验x、V2O5、CeO2 的活性'>2.6.2 不同载体上分别负载活性组分MnOx、V2O5、CeO2的活性2.6.3 不同锰前驱体的比较2.6.4 不同配比催化剂的SCO 活性2.6.5 不同载体催化剂的氧化活性2.6.6 不同焙烧温度的影响2.7 本章小结第3章 催化剂性能研究及机理分析3.1 操作条件对催化氧化NO 活性的影响3.1.1 反应温度的影响3.1.2 空间速度的影响3.1.3 氧含量的影响3.1.4 NO 进口含量的影响3.1.5 催化剂的稳定性实验3.2 本章小结2O 和SO2对Mn-V-Ce/TiO2低温催化氧化NO 的影响'>第4章 H2O 和SO2对Mn-V-Ce/TiO2低温催化氧化NO 的影响4.1 实验装置及方法2O）/SO2 存在条件下的催化剂性能测试'>4.1.1 水蒸气（H2O）/SO2存在条件下的催化剂性能测试4.1.2 活性恢复实验4.2 实验结果与分析2O 对Mn-V-Ce/TiO2 催化性能的影响'>4.2.1 H2O 对Mn-V-Ce/TiO2催化性能的影响2对Mn-V-Ce/TiO2 催化性能的影响'>4.2.2 SO2对Mn-V-Ce/TiO2催化性能的影响2O 和SO2对Mn-V-Ce/TiO2 催化性能的综合影响'>4.2.3 H2O 和SO2对Mn-V-Ce/TiO2催化性能的综合影响2 催化剂活化再生实验'>4.2.4 Mn-V-Ce/TiO2催化剂活化再生实验4.3 本章小结2低温催化还原NO 性能研究及机理分析'>第5章 Mn-V-Ce/TiO2低温催化还原NO 性能研究及机理分析5.1 实验试剂及器材5.2 催化剂的制备5.3 活性测试装置与流程5.4 催化剂的活性测试方法5.5 催化剂的表征2上NH3-SCR 反应活性的影响及分析'>5.6 操作条件对Mn-V-Ce/TiO2上NH3-SCR 反应活性的影响及分析5.6.1 温度的影响5.6.2 进口NO 浓度的影响5.6.3 空间速度对活性的影响2 含量对活性的影响'>5.6.4 O2含量对活性的影响3/NO 比对活性的影响'>5.6.5 NH3/NO 比对活性的影响5.6.6 催化剂稳定性实验5.7 催化还原动力学初步分析2 催化剂上SCR 反应机理预测'>5.7.1 Mn-V-Ce/TiO2 催化剂上SCR 反应机理预测3 浓度对反应速率的影响'>5.7.2 NH3浓度对反应速率的影响5.7.3 NO 浓度对反应速率的影响2 浓度对反应速率的影响'>5.7.4 O2浓度对反应速率的影响5.7.5 反应活化能5.7.6 外扩散的影响5.7.7 内扩散的影响5.7.8 讨论2上NH3-SCR 反应活性的影响'>5.8 暂态响应实验对Mn-V-Ce/TiO2上NH3-SCR 反应活性的影响2 的暂态响应实验'>5.8.1 O2的暂态响应实验3 的暂态响应实验'>5.8.2 NH3的暂态响应实验5.8.3 NO 的暂态响应实验5.9 本章小结2O 和SO2对Mn-V-Ce/TiO2低温催化还原NO 的影响'>第6章 H2O 和SO2对Mn-V-Ce/TiO2低温催化还原NO 的影响2O 对Mn-V-Ce/TiO2 催化性能的影响'>6.1 H2O 对Mn-V-Ce/TiO2催化性能的影响2对Mn-V-Ce/TiO2 催化性能的影响'>6.2 SO2对Mn-V-Ce/TiO2催化性能的影响2O 和502 对Mn-V-Ce/TiO2 催化性能的综合影响'>6.3 H2O 和502 对Mn-V-Ce/TiO2催化性能的综合影响2 催化剂FT-IR 和TG 表征结果及失活机理分析'>6.4 Mn-V-Ce/TiO2 催化剂FT-IR 和TG 表征结果及失活机理分析6.5 本章小结第7章 结论与展望7.1 结论7.2 问题及展望参考文献致谢附录：攻读硕士学位期间已公开发表的论文
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标签：低温论文; 催化还原与氧化论文;
Mn-V-Ce/TiO2低温催化处理NOx活性及抗毒化性能研究
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