低温SCR脱硝催化剂优选及其脱硝性能研究

发布时间：2020-04-23 03:54

【摘要】：电站燃煤烟气中NO_X主要成分为NO和NO_2,其不仅是酸雨和臭氧的前体物质,还是雾霾的主要成因之一,会给人类健康带来极大的危害。选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是目前广泛应用的NO_X污染控制技术之一,但针对电力行业目前实际工况,研发新型、低温SCR脱硝技术更是备受关注,因此开发低价高效的低温催化剂成为研究重点。许多国内外学者的研究表明,铁、铈、铬、钴等金属助剂的添加对催化剂的活性有显著影响,本论文主要针对商业催化剂的优选及其金属改性方面进行了重点研究。本论文选用目前常用的三种商业SCR脱硝催化剂,对其进行了低温(100-300℃)活性测试,考察了其低温催化性能,并对三种催化剂进行了抗硫性测试,筛选出了综合性能优良的A催化剂。针对优选出的A催化剂,分析其在低温SCR催化反应中存在的问题,在此基础上研究了提高其低温性能的改进方法。利用优选出的A催化剂,实验考察了不同金属组分添加(Fe、Ce、Co、Cr)、不同制备方法(柠檬酸法和浸渍法)、不同活性组分添加比例、不同煅烧温度等对催化剂脱硝活性的影响,从而确定了该催化剂的最佳改性条件,即当添加活性组分为铁和铬,并且Fe/Cr=1:2时,采用柠檬酸法在500℃温度下煅烧。在此条件下制得的A-4-3催化剂低温活性表现最佳。同时考察了SO_2存在对A-4-3催化剂脱硝效率的影响。采用X射线衍射法(XRD)分析了A催化剂和A-4-3催化剂的晶体结构,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了样品表面形貌,应用X射线光电子能谱(XPS)进行了相关物种价态的定性分析,研究结果为低温催化剂的研发提供了参考。
【图文】：

实验装置图

放入温度为 120℃的干燥箱中干燥 12h。干燥完成后，将样品放入 500℃的马弗炉中焙烧 5h，，升温速率为 6℃/min。待样品冷却，再次研磨过筛，密封干燥保存，得到改性催化剂备用。2.3 催化剂的表征方法在催化剂的优选和改性过程中，表征手段对催化剂的研究有十分重要的作用。催化剂的结构对性能有决定性影响，其表面酸性、元素组成等也对催化活性有显著影响。通过表征测试，可以对催化剂的活性差异、催化性能和反应机理进行合理分析和解释，为催化剂的改性方式的研究和负载组分的选择提供理论依据。本实验采用的表征技术包括 X 射线衍射分析（XRD）、光电子能谱分析（XPS）、扫描电子显微镜分析（SEM）。2.4 催化剂的活性评价系统催化剂的活性评价系统主要由模拟烟气系统、催化反应系统和测试系统三部分组成。实验装置图如图 2.1 所示。

脱除效率,催化剂,脱硝,温度点

22图 3.1 A 催化剂的 NO 脱除效率从图 3.1 可以看出，A 催化剂在低温条件下的脱硝效率随着温度升高呈上升趋势。观察在 100℃的温度点，A 催化剂的 NO 脱除效率仅为 19%，随着反应温度的升高， NO 的脱除效率逐渐提高，150℃时脱硝效率为 28%，在 200℃的温度点脱除效率升至 37%左右，与 100℃时相比提高了 16%。当温度从 200℃升高到 250℃时
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773

【参考文献】