低温碳基脱硝催化剂的研究

发布时间：2020-09-27 18:07

　　随着环境问题的日益突出,氮氧化物(NOx)排放受到严格限制,尤其是低温烟道中的NOx。传统的钒基催化剂不能满足低温烟气脱硝要求,因此低温高效脱硝催化剂成为研究焦点。负载型Fe-Mn脱硝催化剂表现出较好的低温脱硝活性,且载体对活性和抗硫抑水的影响显著,本研究采用改性活性炭制备负载Fe-Mn脱硝催化剂,考察载体改性条件对其脱硝活性的影响,并对催化剂进行机理探究。通过对活性炭(AC)预处理,发现经硝酸和300℃处理的Fe-Mn/ACH-300催化剂活性较高,在200℃时,脱硝效率达到90%,预处理后活性炭具有一定的含氧官能团和较大的比表面积,使活性组分保持较高的价态和分散性,增强催化剂低温脱硝活性。采用原位水解法制备Ti改性活性炭载体,活性炭预处理温度为800℃,钛酸丁酯为前驱体,Ti O2/AC质量比为0.1,Fe-Mn/ACH-Ti-800催化剂脱硝活性最高,在180℃,脱硝活性达到90%以上,且脱硝活性随着反应温度的升高而提高。在反应温度为200℃,有SO2和H2O存在时,活性降低不足2%。对其进行表征发现,催化剂较强的低温氧化性、较多的酸性位点是其低温高活性和抗硫抑水性的重要因素。通过对催化机理的探究发现,脱硝反应中L-H和E-R机理共存,但以L-H机理为主。图31幅;表8个;参88篇。
【学位单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O643.36;X701
【部分图文】：

曲线,火焰温度,NOx浓度,燃烧技术

图 1 NOx浓度与火焰温度的关系曲线[5]Fig.1 The relationship between NOxconcentration and flame temperature化物控制技术主要来源是用于发电、运输和其他焚烧过程的化石燃料的燃烧。术一般包括低氮燃烧技术和后燃控制，使用低氮燃烧控制，但是的低去除效率，通常小于50%[6]。若要求实现烟气中较高的NO去烧后控制。最常用的技术是NOx的选择性非催化还原（SNCR）和SCR）。燃烧技术程中对 NOx的控制主要是运用环保的燃烧技术，即低 N 燃烧技术有以下三种：

装置图,模拟评价,脱硝,装置图

脱硝活性评价装置（如图 2）气系统：采用质量流量计精准控制 NO、N2、O2、NH3、SO2流量，各种气器预热后，进入混合器中充分混合，随后一起进入反应管中，为防止气体中热量的散失，将管路做好保温防护措施。气系统：首先对蠕动泵进行流量校准，采用蠕动泵定时定量模式，将去离到汽化炉中，水经过汽化后与预热后的模拟气体进行混合，进入反应管中水蒸汽冷凝，管路上附有伴热及保温装置。应系统：反应炉采用上、中、下三段加热，反应管内径为 10 mm，反应管托支撑催化剂，反应管内部温度采用热电偶传感器实时测量温度，将催化应管中部位置后开始进行升温测试。测系统：反应后的模拟焦炉烟道气从反应管底部排出，经过浓磷酸吸收气H3后，进入氮氧化物分析仪，将其与电脑连接后，实时记录数据，实时绘物浓度曲线。

SEM图,改性活性炭,载体预处理,活性炭载体

改性活性炭SEM图

【参考文献】