铜基氧化物催化剂FCC烟气脱硝性能研究

发布时间：2020-10-28 07:39

　　 氮氧化物(NOx)是主要的空气污染物之一,能够引起酸雨和破坏臭氧层。传统FCC烟气脱硝催化剂存在活性温度窗口较窄、高温稳定性较差等问题,因此研究活性温度窗口较宽、高温稳定性良好的FCC烟气脱硝催化剂成为新的热点。论文利用等体积浸渍法制备了 CuO/Al2O3系列催化剂,考察了 CuO负载量、焙烧条件、助剂(Fe、Co、Ni)对催化剂脱硝活性的影响。主要得出如下结论:(1)负载量为15%的Cu-15催化剂脱硝活性最佳,最佳焙烧温度为700 ℃,最佳焙烧时间为4 h;(2)不同助剂对该催化剂脱硝活性影响为 Cu-FeCu-CoCu-15Cu-Ni。论文利用共沉淀法制备了不同Zr/Al比(质量比)的ZrO2-Al2O3复合载体,利用等体积浸渍法制备Cu0-15/ZrO2-Al2O3催化剂,考察了 Zr/Al比、助剂(Mg、Ce、Fe)、CO浓度、O2浓度对催化剂脱硝活性的影响,并利用XRD、SEM、H2-TPR、BET、XPS等表征手段分析催化剂;主要得出以下结论:(1)与Cu-15催化剂相比,Zat-60(Zr/Al质量比为6:4)催化剂有利于提高低温脱硝活性,这可能与该催化剂载体表面具有一定分散程度的Al0.1Zr0.9O0.95固溶体、CuO活性相以及含量较高的Cu+物种有关;(2)添加不同助剂(Mg、Fe、Ce)可进一步提高催化剂的反应活性,其中以助剂Mg效果最显著;这是由于添加Mg有利于提高Cu+物种含量以及增加催化剂表面吸附氧物种;(3)CO/NO值对Zat-60-Mg催化剂的脱硝活性影响较大,当CO浓度从0.1%提高到0.6%,该催化剂脱硝活性达到99%时对应的温度降低大约150 ℃;(4)O2浓度(0～0.3%)对Zat-60-Mg催化剂脱硝活性差异表现在低温区(450 ℃)以下,当温度高于450 ℃时,该催化剂的脱硝活性都达到99%以上;氧气过量后(1%),该催化剂几乎没有活性。论文利用等体积浸渍法制备了不同Ce/Al比(质量比)的CeO2-Al2O3复合载体,利用等体积浸渍法制备CuO-15/CeO2-Al2O3催化剂,考察了Ce/Al比、助剂(Mg、Zr、La)、CO浓度、O2浓度对催化剂脱硝活性的影响。主要得出以下结论:(1)Cat-50(Ce/Al质量比为5:5)催化剂达到99%脱硝率时的反应温度为348 ℃,与Cu-15催化剂相比向低温方向移动了 147 ℃;(2)不同添加助剂对催化剂活性的影响显著顺序为MgZrLa;(3)O2浓度较低时(0～0.3%),该催化剂脱硝活性差异表现在低温区(350 ℃)以下;氧气过量后(0.5%),该催化剂在低温反应温度区间活性下降明显,但在550以后仍能保持99%左右的脱硝活性。
【学位单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X701;O643.36
【部分图文】：

２．４催化剂活性评价??２．４．１催化剂活性评价装置??合成的催化剂在常压固定床微型反应器上进行评价，反应装置如图２－１所示。选??用２０？４０目催化剂样品，催化剂装填量为１?ｍＬ，模拟烟气分别为ＣＯ＋ＮＯ、??Ｃ０＋Ｎ０＋０２，模拟烟气流量均为１００ｍＬ／ｍｉｎ，模拟烟气浓度：ＮＯ为０．０５％?（体积分??数，下同）；ＣＯ为０．１％，平衡气为Ｎ２。采用程序自动升温，升温过程分为三段：第??一阶段：０？２００?°Ｃ，升温速率为２?°Ｃ／ｍｉｎ；第二阶段：２００？３００?°Ｃ，升温速率为??２°Ｃ／ｍｉｎ；第三阶段：３００？７００°Ｃ，升温速率为４°Ｃ／ｍｉｎ。出口尾气中？＾（＼的浓度通??１９??

化剂（记为Ｃｕ－ｘ，ｘ为ＣｕＯ负载量），模拟烟气为ＣＯ＋ＮＯ，考察催化剂的脱硝活性。??３．１．１?ＸＲＤ?表征??图３－１所示为不同负载量Ｃｕ０／Ａ１２０３催化剂的ＸＲＤ图谱。??？?ｙ－Ａ１２〇３?？?？??？ＣｕＯ?丨?｜??Ｉ?ｊ?：??１１１?ｈ?＂?＊丨，丨。＇＊＊＊＊＾丨??？??一一?一一????—??－??－Ｖ?－?Ｉ?？?＿丨丨，Ｊ＾Ｋ．????口?．?Ａ???，?｜?，?｜?，?｜?，?｜?，?｜?

Ｆｉｇ．３－３?Ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?Ｈ２－ＴＰＲ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?Ｃｕ－ｘ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ??３．１．３?Ｃｕ－ｘ催化剂反应性能评价??图３－３所示为不同负载量ＣＵ〇／Ａｂ〇３催化剂的脱硝活性评价结果。??１００?－??８０：?Ｗ?／??姿‘?ｉｊｉ?／?｜?一?Ｃｕ－５??１?６０?－?ｆｆｆ?ｊ?－＾ｃｕ－ｉ〇??Ｉ?ｆｉｆ?／?一?Ｃｕ－１５??２００?３００?４００?５００?６００?７００??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／°Ｃ??图３－３?Ｃｕ－ｘ催化剂脱硝活性评价??Ｆｉｇ．３－３?Ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃｕ－ｘ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ??２４??
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 江盛阳;;催化裂化再生烟气脱硝技术对比[J];化工管理;2015年25期

2 汲方奎;孟凡会;李忠;;催化反应中Al_2O_3-ZrO_2复合氧化物载体研究进展[J];天然气化工(C1化学与化工);2013年06期

3 田爱珍;张艳惠;张忠东;张海涛;王宝杰;;降低催化裂化装置再生烟气NO_x排放技术研究进展[J];应用化工;2013年09期

4 薛君;申力涛;;M/SBA-15(M=Cu、Fe、Cr)介孔分子筛的制备、表征及其催化NO+CO反应研究[J];工业催化;2013年08期

5 万义玲;张传辉;郭杨龙;郭耘;卢冠忠;;CeO_2-MnO_x催化剂上氯乙烯有机废气的催化燃烧[J];催化学报;2012年03期

6 程文红;田凤杰;袁晓华;韩建华;;FCC烟气NO_x排放影响因素及控制措施分析[J];石油化工安全环保技术;2011年06期

7 王晓波;王芳;姚桂焕;归柯庭;;Zr-Mn-Fe/Al_2O_3的低温脱硝性能[J];东南大学学报(自然科学版);2010年02期

8 李伟;白雪;王晓燕;李嘉;谭小龙;张永林;彭春丽;;稀土氧化物对CuO-CeO_2/γ-Al_2O_3/Cord.催化剂性能的影响[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);2009年03期

9 郭锡坤;林树东;;Cu/La/CeO_2-Al_2O_3的制备及其对丙烯选择性还原NO的催化活性[J];催化学报;2008年03期

10 高晓;刘欣梅;阎子峰;;ZrO_2-Al_2O_3催化剂载体的制备及应用[J];工业催化;2008年03期

相关博士学位论文 前2条

1 葛成艳;负载型铜基催化剂在催化CO还原NO反应中性能的基础研究[D];南京大学;2014年

2 温斌;同时脱除FCC烟气中NOx、SOx和CO的催化材料及其作用原理的研究[D];石油化工科学研究院;2000年

相关硕士学位论文 前1条

1 孙晓辉;FCC再生器烟气脱硝催化剂研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

本文编号：2859794