锰铈基SCR催化剂抗硫抗水及协同等离子体脱硝效果研究
发布时间：2021-05-08 01:35
氮氧化物是一种常见的大气污染物,对周围环境和人们健康造成了很大的危害。低温SCR技术因具有运行能耗低、易对现有锅炉烟气净化系统改造等优点,引起人们广泛的关注。所以研究具备低温活性窗口宽、耐硫耐水性能好的催化剂极有意义。本文制备了无钒环保型Mn-Ce/TiO2低温催化剂用于脱硝研究,并通过金属元素掺杂改性进行耐硫耐水研究,最后考察了低温催化剂与等离子体协同脱硝效果。首先,本文利用浸渍法制备了Mn-Ce/TiO2催化剂,对其进行脱硝稳定性和耐硫耐水评价。研究发现,该催化剂具有良好的低温脱硝活性,100℃时即可达到90%的脱硝效果;160℃下NOX接近完全脱除,220℃时脱硝效率在94%左右,且72 h内保持不变。水对催化剂的影响较小,主要表现为竞争吸附。催化剂的耐硫性能较差,50 ppm的SO2在8 h内可使脱硝效率下降至40%左右且停硫后脱硝活性不可恢复。研究还发现催化剂失活过程可分为两个阶段,第一阶段SO2对脱硝效果的影响主要表现在竞争吸附上,第二阶段使催化剂永久性失活。其次,...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
1.1 NO_X的来源及控制
1.1.1 NO_X的来源及危害
1.1.2 控制NO_X的政策标准背景
1.1.3 NO_X的控制技术
1.2 低温SCR催化剂
1.2.1 NH_3-SCR脱硝技术原理与工艺流程
1.2.2 低温锰铈基催化剂的研究进展和催化机理
1.3 水硫对低温SCR催化剂的影响
1.3.1 H_2O对低温SCR反应的影响
1.3.2 SO_2对低温SCR反应的影响
1.4 等离子技术在脱硝中的应用
1.4.1 等离子体概述
1.4.2 介质阻挡放电等离子体
1.5 催化剂协同等离子体脱硝研究进展
1.5.1 等离子驱动催化研究进展
1.5.2 等离子体增强催化研究进展
1.6 脱硝技术专利地图分析
1.6.1 脱硝专利分析
1.6.2 等离子体脱硝技术专利分析
1.7 本课题研究的主要内容
第2章 实验系统和方法
2.1 实验仪器及材料
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验材料
2.2 催化剂制备
2.3 催化剂活性评价
2.3.1 催化剂活性评价装置
2.3.2 催化剂活性计算方法
2.4 催化剂与等离子体协同脱硝
2.4.1 介质阻挡放电(DBD)反应器系统
2.4.2 反应器电学参数的测量
2.5 催化剂表征
第3章 Mn-Ce/TiO_2催化剂活性评价
3.1 锰铈掺杂催化剂的制备及稳定性评价
3.1.1 Mn、Ce掺杂对催化剂的低温活性影响
3.1.2 锰铈催化剂脱硝稳定性研究
3.2 水和硫对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.2.1 水蒸气浓度对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.2.2 二氧化硫对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.2.3 二氧化硫影响因素的探究
3.2.4 水硫共存对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.3 本章小结
第4章 金属元素掺杂改性Mn-Ce/TiO_2
4.1 金属元素掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝效果影响
4.1.1 MC-X的脱硝效果
4.1.2 硫对Fe、Sb掺杂催化剂的影响
4.1.3 Sb掺杂量对低温脱硝效果的影响
4.2 水和硫对MC-Sb催化剂脱硝效果的影响
4.2.1 水蒸气对MC-Sb催化剂的影响
4.2.2 硫对MC-Sb催化剂的影响
4.2.3 硫对催化剂影响的XPS分析
4.2.4 水硫共存对MC-Sb催化剂的脱硝效果影响
4.2.5 MC和MC-Sb催化剂耐水硫性能比较
4.3 本章小结
第5章 催化剂协同等离子体脱硝效果研究
5.1 引言
5.2 等离子体脱硝效果研究
5.2.1 DBD反应器放电频率优化
5.2.2 等离子体脱硝
5.3 催化剂协同等离子体脱硝效果研究
5.3.1 NO/O_2/N_2体系下催化剂协同等离子体脱硝
5.3.2 NO/O_2/N_2/NH_3体系下协同脱硝效果
5.3.3 NO/O_2/N_2/SO_2体系下协同脱硝效果
5.3.4 NO/O_2/N_2/NH_3/SO_2体系下协同脱硝效果
5.3.5 氨含量对协同脱硝效果的影响
5.3.6 硫含量对协同脱硝效果的影响
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]风力发电的环境价值与经济性分析[J]. 俞海淼,周海珠,裴晓梅. 同济大学学报(自然科学版). 2009(05)
[2]火电厂氮氧化物控制标准、政策分析及研究[J]. 井鹏,岳涛,李晓岩,高晓晶,张迎春. 中国环保产业. 2009(04)
[3]湿法同时脱硫脱硝工艺中脱硝吸收剂的研究现状[J]. 乔慧萍,杨柳. 电力环境保护. 2009(01)
[4]关于大型燃煤电站锅炉选择性催化还原脱硝技术的探讨[J]. 黄竹青. 中国能源. 2005(12)
[5]低温等离子体协同Ag/Al2O3选择性催化丙烯还原氮氧化物反应的原位红外光谱研究[J]. 柯锐,李俊华,郝吉明,傅立新,陈强,赵大庆. 催化学报. 2005(11)
[6]选择性催化还原烟气脱硝技术进展及工程应用[J]. 张强,许世森,王志强. 热力发电. 2004(04)
[7]Studies on Nitrogen Oxides Removal Using Plasma Assisted Catalytic Reactor[J]. V.Ravi,Young Sun Mok,B.S.Rajanikanth,Ho-Chul Kang. Plasma Science & Technology. 2003(06)
[8]低温等离子体及其在废气处理中的应用[J]. 陈殿英. 化工环保. 2001(03)
[9]介质阻挡放电等离子体直接分解NOx的影响因素[J]. 刘彤,宋志民,石川,杨学锋. 环境科学. 2000(05)
博士论文
[1]选择性催化还原氮氧化物铈基催化剂的研究[D]. 彭悦.吉林大学 2012
硕士论文
[1]介质阻挡等离子体协同催化技术处理印染行业VOCs的研究[D]. 王广.中国石油大学（北京） 2017
[2]Mn-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的制备及改性研究[D]. 任旭婷.中国石油大学(北京) 2016
[3]等离子体协同低温催化剂脱除NOx的效果研究[D]. 彭亚东.中国石油大学(北京) 2016
[4]反应器结构优化及电源参数和气体条件对等离子体脱硝的影响研究[D]. 周奇.武汉纺织大学 2013
[5]脉冲电晕放电烟气脱硝中NH3、C3H6添加作用研究[D]. 朱静.大连理工大学 2006
本文编号：3174421
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
1.1 NO_X的来源及控制
1.1.1 NO_X的来源及危害
1.1.2 控制NO_X的政策标准背景
1.1.3 NO_X的控制技术
1.2 低温SCR催化剂
1.2.1 NH_3-SCR脱硝技术原理与工艺流程
1.2.2 低温锰铈基催化剂的研究进展和催化机理
1.3 水硫对低温SCR催化剂的影响
1.3.1 H_2O对低温SCR反应的影响
1.3.2 SO_2对低温SCR反应的影响
1.4 等离子技术在脱硝中的应用
1.4.1 等离子体概述
1.4.2 介质阻挡放电等离子体
1.5 催化剂协同等离子体脱硝研究进展
1.5.1 等离子驱动催化研究进展
1.5.2 等离子体增强催化研究进展
1.6 脱硝技术专利地图分析
1.6.1 脱硝专利分析
1.6.2 等离子体脱硝技术专利分析
1.7 本课题研究的主要内容
第2章 实验系统和方法
2.1 实验仪器及材料
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验材料
2.2 催化剂制备
2.3 催化剂活性评价
2.3.1 催化剂活性评价装置
2.3.2 催化剂活性计算方法
2.4 催化剂与等离子体协同脱硝
2.4.1 介质阻挡放电(DBD)反应器系统
2.4.2 反应器电学参数的测量
2.5 催化剂表征
第3章 Mn-Ce/TiO_2催化剂活性评价
3.1 锰铈掺杂催化剂的制备及稳定性评价
3.1.1 Mn、Ce掺杂对催化剂的低温活性影响
3.1.2 锰铈催化剂脱硝稳定性研究
3.2 水和硫对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.2.1 水蒸气浓度对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.2.2 二氧化硫对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.2.3 二氧化硫影响因素的探究
3.2.4 水硫共存对Mn-Ce/TiO_2的影响
3.3 本章小结
第4章 金属元素掺杂改性Mn-Ce/TiO_2
4.1 金属元素掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝效果影响
4.1.1 MC-X的脱硝效果
4.1.2 硫对Fe、Sb掺杂催化剂的影响
4.1.3 Sb掺杂量对低温脱硝效果的影响
4.2 水和硫对MC-Sb催化剂脱硝效果的影响
4.2.1 水蒸气对MC-Sb催化剂的影响
4.2.2 硫对MC-Sb催化剂的影响
4.2.3 硫对催化剂影响的XPS分析
4.2.4 水硫共存对MC-Sb催化剂的脱硝效果影响
4.2.5 MC和MC-Sb催化剂耐水硫性能比较
4.3 本章小结
第5章 催化剂协同等离子体脱硝效果研究
5.1 引言
5.2 等离子体脱硝效果研究
5.2.1 DBD反应器放电频率优化
5.2.2 等离子体脱硝
5.3 催化剂协同等离子体脱硝效果研究
5.3.1 NO/O_2/N_2体系下催化剂协同等离子体脱硝
5.3.2 NO/O_2/N_2/NH_3体系下协同脱硝效果
5.3.3 NO/O_2/N_2/SO_2体系下协同脱硝效果
5.3.4 NO/O_2/N_2/NH_3/SO_2体系下协同脱硝效果
5.3.5 氨含量对协同脱硝效果的影响
5.3.6 硫含量对协同脱硝效果的影响
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]风力发电的环境价值与经济性分析[J]. 俞海淼,周海珠,裴晓梅. 同济大学学报(自然科学版). 2009(05)
[2]火电厂氮氧化物控制标准、政策分析及研究[J]. 井鹏,岳涛,李晓岩,高晓晶,张迎春. 中国环保产业. 2009(04)
[3]湿法同时脱硫脱硝工艺中脱硝吸收剂的研究现状[J]. 乔慧萍,杨柳. 电力环境保护. 2009(01)
[4]关于大型燃煤电站锅炉选择性催化还原脱硝技术的探讨[J]. 黄竹青. 中国能源. 2005(12)
[5]低温等离子体协同Ag/Al2O3选择性催化丙烯还原氮氧化物反应的原位红外光谱研究[J]. 柯锐,李俊华,郝吉明,傅立新,陈强,赵大庆. 催化学报. 2005(11)
[6]选择性催化还原烟气脱硝技术进展及工程应用[J]. 张强,许世森,王志强. 热力发电. 2004(04)
[7]Studies on Nitrogen Oxides Removal Using Plasma Assisted Catalytic Reactor[J]. V.Ravi,Young Sun Mok,B.S.Rajanikanth,Ho-Chul Kang. Plasma Science & Technology. 2003(06)
[8]低温等离子体及其在废气处理中的应用[J]. 陈殿英. 化工环保. 2001(03)
[9]介质阻挡放电等离子体直接分解NOx的影响因素[J]. 刘彤,宋志民,石川,杨学锋. 环境科学. 2000(05)
博士论文
[1]选择性催化还原氮氧化物铈基催化剂的研究[D]. 彭悦.吉林大学 2012
硕士论文
[1]介质阻挡等离子体协同催化技术处理印染行业VOCs的研究[D]. 王广.中国石油大学（北京） 2017
[2]Mn-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的制备及改性研究[D]. 任旭婷.中国石油大学(北京) 2016
[3]等离子体协同低温催化剂脱除NOx的效果研究[D]. 彭亚东.中国石油大学(北京) 2016
[4]反应器结构优化及电源参数和气体条件对等离子体脱硝的影响研究[D]. 周奇.武汉纺织大学 2013
[5]脉冲电晕放电烟气脱硝中NH3、C3H6添加作用研究[D]. 朱静.大连理工大学 2006
本文编号：3174421
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3174421.html
