钴基催化剂催化脱除液氯尾气中氢气的研究

发布时间：2022-07-13 18:13

　　氯碱工业在国民经济中占有十分重要的地位,其产物及下游产品遍布了我们生活的各个方面。从氯碱工业发展至今,液氯尾气的处理一直困扰着广大研究者。液氯尾气是工业上电解饱和食盐水生产的氯气在压缩液化过程、贮槽进料过程以及液氯包装、整瓶、排压等过程中产生的,主要含有氯气、氧气、氮气以及氢气,由于氢气爆炸极限的问题,液氯尾气无法被进一步的压缩液化或者用于其他耗氯产品的生产中。伴随着氯碱工业的迅速发展,液氯尾气的处理也成为了亟需解决的重大问题。本实验模拟工业上液氯尾气的组成配制出反应气,其中氯气占65%-80%,氧气占8%-10%,氮气占6%-16%,氢气占1.5%-4%。采用钴、四氧化三钴、Co₃O₄/Al₂O₃、Co₃O₄/ZSM-5作为催化剂,在固定床反应器中催化脱除液氯尾气中的氢气。本实验的结论如下:一、在研究范围内,100-120目的钴粉在150℃下催化脱除液氯尾气中氢气的效果最佳,120分钟内氢气平均转化率为95.09%;四氧化三钴催化脱除液氯尾气中氢气的最佳... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 选题背景
    1.2 氯气
        1.2.1 氯气的理化性质
        1.2.2 氯气的制备
        1.2.3 氯气的应用及危害
        1.2.4 液氯尾气
    1.3 催化剂概述
        1.3.1 催化剂的定义、分类及制备
        1.3.2 钴的理化性质
        1.3.3 四氧化三钴
    1.4 钴催化剂的理化性质和应用
    1.5 研究进展和实验内容
        1.5.1 尾氯脱氢的研究进展
        1.5.2 本实验研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验主要试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 仪器
    2.2 实验步骤
        2.2.1 催化剂的制备
        2.2.2 实验装置
        2.2.3 催化脱除液氯尾气中氢气的实验步骤
    2.3 实验数据的分析和处理
    2.4 催化剂的表征
第三章 钴、四氧化三钴催化脱除液氯尾气中氢气的性能研究
    3.1 反应温度对钴催化脱除氢气性能的影响
    3.2 颗粒度对钴催化脱氢性能的影响
    3.3 反应温度对四氧化三钴催化脱氢性能的影响
    3.4 钴、四氧化三钴催化剂的XRD谱图分析
        3.4.1 不同温度下催化反应后的钴催化剂的XRD谱图
        3.4.2 不同颗粒度的钴催化脱氢后的XRD谱图
        3.4.3 不同温度下催化反应后的氧化钴催化剂的XRD谱图
    3.5 本章小结
第四章 Co_3O_4/Al_2O_3催化脱除液氯尾气中氢气的性能研究
    4.1 反应温度对Co_3O_4/Al_2O_3催化脱氢性能的影响
    4.2 焙烧温度对Co_3O_4/Al_2O_3催化脱氢性能的影响
    4.3 负载量对Co_3O_4/Al_2O_3催化脱氢性能的影响
    4.4 Co_3O_4/Al_2O_3催化液氯尾气脱氢的寿命测试
    4.5 Co_3O_4/Al2O3的XRD谱图分析
        4.5.1 不同温度下催化脱氢反应后的Co_3O_4/Al_2O_3催化剂的XRD谱图
        4.5.2 不同焙烧温度的Co_3O_4/Al_2O_3催化剂反应后的XRD谱图
        4.5.3 不同负载量的Co_3O_4/Al_2O_3催化剂反应后的XRD谱图
    4.6 Co_3O_4/Al2O3的SEM谱图分析
    4.7 Co_3O_4/Al_2O_3催化剂的N_2 吸附-脱附测试
    4.8 本章小结
第五章 Co_3O_4/ZSM-5催化脱除液氯尾气中氢气的性能研究
    5.1 反应温度对Co_3O_4/ZSM-5催化脱氢性能的影响
    5.2 焙烧温度对Co_3O_4/ZSM-5催化脱氢性能的影响
    5.3 负载量对Co_3O_4/ZSM-5催化脱氢性能的影响
    5.4 Co_3O_4/ZSM-5催化液氯尾气脱氢的寿命测试
    5.5 Co_3O_4/ZSM-5的XRD谱图分析
        5.5.1 不同温度下Co_3O_4/ZSM-5催化剂反应后的XRD谱图
        5.5.2 不同焙烧温度的Co_3O_4/ZSM-5催化剂反应后的XRD谱图
        5.5.3 不同负载量的Co_3O_4/ZSM-5催化剂反应后的XRD谱图
    5.6 Co_3O_4/ZSM-5的SEM谱图分析
    5.7 Co_3O_4/ZSM-5催化剂的N_2吸附-脱附测试
    5.8 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年中国氯碱行业经济运行分析[J]. 张培超.  中国氯碱. 2018(02)
[2]费托合成反应钴基催化剂的制备与表征[J]. 成春春,凌浩,徐玲,曹建芳.  湖北农业科学. 2015(24)
[3]催化剂的分类及应用[J]. 刘琪梦,苗雨杭,王梦颖.  轻工科技. 2015(04)
[4]Co/γ-Al2O3催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯的研究[J]. 张琳,陆晓蕾,王伟仙,刘迎新.  工业催化. 2013(07)
[5]中国烧碱市场现状分析[J]. 李光岩.  民营科技. 2013(03)
[6]不同形貌纳米Al2O3负载的钴基催化剂费-托合成催化性能研究[J]. 李金林,方宇.  中南民族大学学报(自然科学版). 2012(02)
[7]乙醇水汽重整制氢反应中钯铜合金膜的透氢性能[J]. 张小亮,王卫平,熊国兴,杨维慎.  催化学报. 2010(08)
[8]镁电解阳极氯气吸收-解吸过程的研究[J]. 伍贺东,周新哲,康殿春,田雨霈,于良,常跃仁.  轻金属. 2010(08)
[9]化工生产中氯气毒性危害[J]. 周兰霞.  河北化工. 2010(04)
[10]氯气的应用[J]. 葛飞,李权,叶秀深,刘海宁,卿彬菊,郭敏,吴志坚.  氯碱工业. 2009(09)

硕士论文
[1]负载型金催化剂及金—银双金属催化剂低温条件下催化尾氯脱氢性能的研究[D]. 路亭亭.太原理工大学 2016
[2]基于超声波技术的新型骨架型镍催化剂的制备及其催化性能的研究[D]. 孟琦.上海师范大学 2004



本文编号：3660526