当前位置:主页 > 科技论文 > 环境工程论文 >

蜂窝状钒钼钛脱硝催化剂的涂覆技术及性能研究

发布时间:2018-05-19 20:21

  本文选题:堇青石蜂窝陶瓷 + 整体式催化剂 ; 参考:《重庆大学》2015年硕士论文


【摘要】:随着近年来燃煤烟气和机动车辆尾气中NOx的大量排放导致大气污染问题的日益突出,以及人们对环境保护意识的逐渐提高,使得以NH3作为还原剂选择催化还原(NH3-SCR)大气中的氮氧化物技术成为目前一个研究热点并得到广泛应用。蜂窝状整体挤出式V2O5-WO3/Ti O2催化剂已成功应用于工业烟气脱硝领域,但催化剂用量大成本高。鉴于我国含砷的燃煤较多,需添加具有一定抗砷中毒效应的钼助剂,然而钼添加到V2O5/Ti O2催化剂后会对催化剂整体机械强度造成一定程度的下降。堇青石蜂窝陶瓷机械强度高、热膨胀系数小,已经被广泛作为蜂窝状涂覆型催化剂的基体材料,此类催化剂目前多应用于机动车尾气处理,由于此类催化剂具有较大的孔密度,涂层负载量有限易脱落,因此尚未见工业大流量烟气处理应用的成功实例。本课题创新的采用大孔径的堇青石作为基体材料,通过溶胶凝胶法制备高固低粘的纳米Ti O2溶胶,采用浸Q梅ㄍ扛苍靥逋坎愫透涸胤邦饣钚宰榉帧M苯柚怼RD、UV-vis DRS、Raman及XPS等多种表征手段将催化剂制备工艺(包括涂覆次数和时间、干燥温度和时间、活性组分浸渍液浓度、活性组分浸渍方式和钒钼比)对载体涂层和活性组分负载量、涂层粘结强度、催化剂及组分结构形貌、氧化还原性能及催化活性等的影响进行了详细深入的分析。①在涂覆及浸渍过程中,载体涂层及活性组分的吸附速率快,均约为0.5h就达到了吸附饱和,增加涂覆及浸渍次数,均可显著增大载体涂层及活性组分的整体负载量,但增量逐次递减。载体涂层及活性组分固化过程中,80℃的固载温度最宜,约1h负载量保持稳定;②催化剂涂层均匀平整,呈多层覆盖,表层具有轻微开裂无掉皮,具有极强的粘结强度强。涂覆过程不影响催化剂涂层内部孔结构,其等温吸附脱附曲线呈IV类,具有介孔和少量大孔;③钼的引入能够明显抑制钒氧物种晶体的晶粒生长,促使部分孤立态的钒进入了Ti O2的晶格中,造成剩余电子结合能向高场移位,V2p结合能向低场位移。钼对钒也存在诱导效应,使V2p剩余电子的结合能向高场移位,Mo3d结合能向低场位移;④分浸工艺中优先浸渍钼可以更大程度提高活性物种在催化剂表面分散,提高其氧化还原性能,使还原温度向低温偏移,增大钒氧物种的带隙宽度并提高催化剂高温段的催化活性。共浸方式浸渍钼较之于分浸,更能有效的抑制钒的结晶化,促使其与载体发生键合作用,钼以促进钒和载体键合为主,对晶态钒氧物种的掺杂作用要弱。所有样品均具有较强的抗硫性;⑤浸渍液浓度增大提高了活性物种的结晶度,使其氧化性增大,降低了高温段催化剂的催化活性,但低温段催化活性相对增大。V2p、Mo3d和Ti2p的结合能均向低场移位,载体与活性物种之间的相互作用减弱;⑥钼相对钒的比例增大,使晶态钒氧物种和锐钛型Ti O2的晶粒生长受到抑制并出现展宽和蓝移,孤立态钒氧物种分散度增大以及钼氧化物结晶度提高但不明显,促进了钼对钒氧物种的分散作用,提高了催化活性,温度越高促进作用越明显。
[Abstract]:With the increasing emission of NOx in coal-fired flue gas and motor vehicle exhaust in recent years, the problem of air pollution is becoming more and more prominent, and people's awareness of environmental protection is gradually improved. The choice of NH3 as a reducing agent in the catalytic reduction (NH3-SCR) atmosphere has become a research hotspot and widely used. The V2O5-WO3/Ti O2 catalyst has been successfully applied to the field of industrial flue gas denitrification, but the amount of catalyst is high cost. In view of the high amount of arsenic in the coal burning in China, it is necessary to add molybdenum additives with a certain arsenic poisoning effect. However, the addition of molybdenum to the V2O5/Ti O2 catalyst will cause a certain degree of overall mechanical strength of the catalyst. Down. Cordierite honeycomb ceramics have high mechanical strength and low thermal expansion coefficient, and have been widely used as matrix materials for honeycomb coated catalysts. This kind of catalyst should be used in the treatment of motor vehicle exhaust at present. Because such catalysts have large pore density, and the load of the coating is limited easily to fall off, so there is no industrial large flow flue gas. A successful example of rational application. The project uses a large aperture cordierite as a matrix material to prepare a high solid and low viscosity nano Ti O2 sol by sol-gel method, and the preparation process of the catalyst by dipping Q plum, dimple, beech and plutonium beech frame M???? RD, UV-vis DRS, Raman and XPS. The effects of the coating times and time, the drying temperature and time, the concentration of the active component impregnation solution, the active component impregnation method and the ratio of vanadium and molybdenum) on the load of the carrier coating and the active component, the bond strength of the coating, the structure and morphology of the catalyst and the composition, the redox property and the catalytic activity of the catalyst were analyzed in detail. In the process of soaking, the adsorption rate of the carrier coating and the active component is fast. The adsorption saturation is reached about 0.5h, and the increase of the coating and the number of impregnation can increase the overall load of the carrier coating and the active component, but the increment gradually decreases. During the curing process of the carrier coating and the active component, the solid loading temperature at 80 C is the best, about 1H load is guaranteed. The coating is uniform and smooth, the coating is uniform and smooth, the coating is covered with multilayer, the surface has a slight crack and no skin, and the coating has strong bond strength. The coating process does not affect the inner pore structure of the catalyst coating. The isothermal adsorption desorption curve is IV, with mesoporous and a small number of large pores; 3. Molybdenum can obviously inhibit the crystal grain of vanadium and oxygen species. The growth of a partially isolated state of vanadium enters the lattice of Ti O2, causing the residual electron binding energy to shift towards the high field and the V2p binding energy to the low field. Molybdenum also has an induction effect on vanadium, which makes the binding energy of the residual electrons of V2p shift to the high field and the Mo3d binding energy to the low field. (4) the preferential impregnation of molybdenum in the leaching process can increase the survival to a greater degree. The dispersing of the sex species on the surface of the catalyst improves the oxidation and reduction performance, makes the reduction temperature shift to the low temperature, increases the band gap width of the vanadium and oxygen species and improves the catalytic activity of the high temperature section of the catalyst. The co impregnation method impregnated molybdenum is more effective in inhibiting the crystallization of vanadium, and promoting the bonding with the carrier, and the molybdenum is used to promote vanadium and the vanadium. The carrier bonding is the main factor, and the doping effect on the crystalline vanadium oxygen species is weak. All the samples have strong sulfur resistance. 5. The increase of the concentration of the impregnation liquid increases the crystallinity of the active species, increases the oxidation and reduces the catalytic activity of the catalyst at the high temperature section, but the catalytic activity of the low temperature section increases.V2p, and the binding energy of the Mo3d and Ti2p is all low. The interaction between the carrier and the active species is weakened; 6. The ratio of molybdenum to vanadium increases, making the grain growth of the crystalline vanadium oxygen species and the anatase Ti O2 restrained and broadening and blue shift, the dispersion of the isolated vanadium oxygen species and the high crystallinity of molybdenum oxide are not obvious, which promotes the dispersion of molybdenum to vanadium and oxygen species. The catalytic activity increased, and the higher the temperature, the more obvious the promoting effect.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X701;O643.36

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱昌厚;;高温变换催化剂床层的反吹[J];天然气化工(C1化学与化工);1982年01期

2 彭明华;催化剂工程在硫酸生产中所起的作用[J];硫酸工业;1978年S1期

3 罗家立;;车轮状烃类蒸汽转化催化剂的评述[J];化肥工业;1982年06期

4 郭汉贤;;论化肥催化剂的硫中毒[J];化肥工业;1983年05期

5 杨彦伟,吴全贵,王赞峰,武法咏;低变催化剂的非氧化卸出方法[J];化肥设计;2000年06期

6 孙永胜;低变催化剂还原流程的改造[J];大氮肥;2000年03期

7 纵秋云;中压耐硫变换工艺及催化剂的使用现状[J];齐鲁石油化工;2001年01期

8 吴崎;高温变换催化剂使用状况分析及更换方案探讨[J];大氮肥;2002年05期

9 汪忠明;监控再生操作 降低催化剂跑损[J];安徽化工;2003年03期

10 万兵;变换催化剂的使用和评价[J];小氮肥;2003年01期

相关会议论文 前10条

1 周新娣;卢福明;;Z-503预转化催化剂的工业应用[A];炼厂制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论文集[C];2008年

2 吕洪浩;曹昭君;刘阿萍;;使用钴钼系催化剂过程中的注意事项[A];第五届全国工业催化技术与应用年会论文集(下册)[C];2008年

3 王建国;;钴钼耐硫变换催化剂的装填及硫化[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年

4 胡召芳;陈荔;刘应杰;刘华伟;李木林;胡典明;王先厚;孔渝华;;CTO-1脱氧催化剂的工业应用[A];第六届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2009年

5 阎富山;罗继刚;;预载活性组分汽油脱臭催化剂床层压降增大和活性下降原因分析及对策[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年

6 王元琪;梁长君;高慧东;;DZG-10催化剂的首次工业应用[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

7 艾中秋;;RN-10B催化剂在沧州分公司加氢精制装置上的应用[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年

8 杜霞茹;李锋;付桂芝;肖菲;束庆宇;刘振峰;;低温SCR脱除NOx催化剂的开发[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年

9 杜彩霞;;制氢原料加氢净化催化剂使用技术[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

10 江展昌;范涌泉;范钦红;;JB-1新型耐硫变换催化剂的中试与工业应用[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前4条

1 李杰;烃类原料蒸汽转化制氢系列催化剂及技术成功[N];科技日报;2006年

2 王永军 白志敏;从春到夏的坚守与突破[N];中国石化报;2011年

3 原化学工业部副总工程师 中国氮肥工业协会原理事长 王文善;催化剂,,CO变换工艺的灵魂[N];中国化工报;2014年

4 ;节能型全径向串塔新工艺的五大特性[N];中国化工报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 钟光祥;人工神经网络辅助设计六氟丙烯氢氟化催化剂[D];浙江大学;1999年

2 彭悦;选择性催化还原氮氧化物铈基催化剂的研究[D];吉林大学;2012年

3 吴慧雄;二氧化硫催化氧化反应器流向变换强制周期操作的模型化[D];北京化工大学;1995年

4 孙昱东;原料组成对渣油加氢转化性能及催化剂性质的影响[D];华东理工大学;2011年

5 李俊峰;氧化铈基催化剂的制备及催化氧化性能的研究[D];华东理工大学;2012年

6 武新颖;丙烯氨氧化合成丙烯腈催化剂氧化/还原行为研究[D];北京化工大学;2009年

7 李文泽;碳一化学品转化反应及催化剂的研究[D];东北大学;2011年

8 王丽霞;过渡金属基催化剂在乙醇合成乙酸乙酯反应中催化性能的研究[D];吉林大学;2010年

9 李菁;掺杂六铝酸盐催化剂上甲烷二氧化碳重整反应研究[D];吉林大学;2011年

10 罗春容;SiO_2和Al_2O_3负载的Rh、Ru、Ir催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理研究[D];厦门大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 朱秋桦;钙钛矿型复合氧化物催化剂用于焦炉煤气二氧化碳重整反应的研究[D];上海大学;2015年

2 李士伟;水蒸汽法再生乙炔氢氯化铋基无汞催化剂的研究[D];新疆大学;2015年

3 罗敏;铜基甲醛乙炔化催化剂活性铜物种的形成及炔化性能研究[D];山西大学;2014年

4 任云朋;焦化轻油加氢制备高辛烷值汽油调和组分的研究[D];太原理工大学;2014年

5 李虎;Mn_2O_3/AC微波催化剂微波选择催化还原氮氧化物研究[D];湘潭大学;2013年

6 赵宝春;裂解汽油一段加氢催化剂HTC-200的应用研究[D];东北石油大学;2015年

7 魏_";镍基裂解汽油加氢催化剂的开发及工业应用[D];东北石油大学;2015年

8 任鹏军;140万吨/年加氢裂化装置催化剂湿法与干法硫化开工的应用研究[D];华东理工大学;2015年

9 刘波;蜂窝状钒钼钛脱硝催化剂的涂覆技术及性能研究[D];重庆大学;2015年

10 万鸿;一段甲烷水蒸汽转化催化剂的应用评价[D];四川大学;2003年



本文编号:1911513

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/1911513.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户69ff1***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com