Ce x /HBEA催化剂选择性催化还原NO x 机制及其抗硫抗积炭特性
发布时间：2021-07-31 21:19
氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一。柴油机是我国机动车NOx排放的主要贡献源,控制柴油机NOx排放,有助于改善我国大气环境质量。目前,NH3选择性催化还原NOx技术是柴油机尾气NOx净化的最有效手段。针对柴油机尾气特点,本文研发了催化活性好、N2选择性高、抗积炭能力强及抗硫性能好的HBEA分子筛负载铈基催化剂,为柴油机尾气NOx处理催化剂的研发提供了理论支持及参考。本论文采用浸渍法制备了不同CeO2负载量的Cex/HBEA催化剂,并对其NH3-SCR催化活性进行评价。在175～500℃反应温度区间内Cex/HBEA催化剂的N2选择性均能维持在98%以上。当模拟反应气体中仅存在NH3、NOx、O2和N2时,Ce1/HBEA催化剂的NH3-SCR催化活性窗口最宽,250～500℃的NOx去除率均能够达到90%以上。同时,对比分析了 Cex/HBEA催化剂和Cex/SAPO-34催化剂的催化活性差异,结果表明Cex/HBEA催化剂的催化活性温度窗口比Cex/SAPO-34催化剂的催化活性温度窗口宽。此外,H2O、S02和C3H6均会抑制Ce1/HBEA催化剂的催化活性,其中C3H6对C...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１汽油机燃油效率和王效催化剂催化活性随空燃比的变化［７］
液氨作为氨源，但考虑到液氨易燃、是爆、易泄漏、具有腐蚀性，不适合作为移??动源ＮＨ３－ＳＣＲ脱硝设备的氨源。因此，移动源ＮＨ３－ＳＣＲ脱硝技术中由尿素溶液??热解提供氨源［２６－２７］。如图１．２所示，在装有ＳＣＲ催化剂的净化器之前，设置车??用尿素喷射口，车用尿素喷入后，在高温尾气中迅速分解为ＮＨ３；?ＮＨ３与含有??ＮＯｘ的柴油机尾气混合后，经过催化剂床层进行ＮＨ３－ＳＣＲ反应，将ＮＯｘ催化还??原为化和也０。标准ＮＨ３－ＳＣＲ反应（ＳｔａｎｄａｒｄＳＣＲ）如公式１－１所示［２冲??４頭３?＋?４Ｎ０?＋?〇２?一?４Ｎ２?＋?６巾〇?（１－１）??当反应物中ＮＯ和Ｎ０２同时存在，且其摩尔比为１：１时，则会发生快速ＮＨ３－??ＳＣＲ?反应（Ｆａｓｔ?ＳＣＲ）?［２９－３０］：??４ＮＨ３?＋?２Ｎ０?＋?２Ｎ０２?一?４Ｎ２?＋?６Ｈ２Ｏ?（１－２）??当反应物中Ｎ０２和ＮＯ的摩尔比大于１时，则Ｎ０２会与ＮＨ３直接发生氧化??还原反应（ＮＣｈＳＣＲ）?［２９］：??８ＮＨ３?＋?６Ｎ０２?一?７Ｎ２?＋?１２恥〇。－３）??４??
Ｆｉｇ．?１．３?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＮＨ３－ＳＣＲ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｎ?Ｂｒｏｎｓ把ｄ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅｓ?ｏｖｅｒ?ｖａｎａｄｉｕｍ?ｏｘｉｄｅ．??ＮＨ３除了会吸附在Ｂ巧ｎｓｔｅｄ酸性位上，还会Ｗ配位的形式吸附到催化剂表??面的Ｌｅｗｉｓ酸性位上。如图１．４所示，在ＳＣ民催化剂表面，ＮＨ３也会巧附在金属??阳离子Ｌｅｗｉｓ酸性位上，形成活性中间产物ＮＨ２和还原态的金属阳离子，Ｎ也与??气栖中ＮＯ反应生成的ＮＨ２ＮＯ进一步分解为Ｎ２和Ｈ２０，还原态的金属阳离子??被氧气进一步氧化，从而完成Ｌｅｗｉｓ酸性位的再生。??—一－？？＾西〇?打??。甲?。？?－?一；?？?＜?〇??。．命Ｈ?。：Ｖ巧Ｈ?ｒ嘴＂??／………－＂／＾…．＾??４?ｋ?，?＼??／?ｙ?？?Ｎ－Ｋ??畑，?！？?３?Ｈ，０??。、嘴－—－巧Ｈ??左１?ｉ?Ｉ??ｉ?ｉ??！／２?技２〇?Ｉ?／４?〇２??圈１．４氧化祝表面Ｌｅｗｉｓ酸性位上的的Ｎ访与ＮＯ反应的路径图［７４］。??Ｆｉｇ．?１．４?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＮＨ３－ＳＣ民?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｎ?Ｌｅｗｉｓ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅｓ?ｏｖｅｒ?ｖａｎａｄｉｕｍ?ｏｘｉｄｅ．??祝基催化剂由于研究开发较早，对其ＮＨ３－ＳＣ艮偃化反应机理已经研究得较??为透彻。在化基傕化剂催化机理研究的基础上
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of barium sulfate modification on the SO2 tolerance of V2O5/TiO2 catalyst for NH3-SCR reaction[J]. Tengfei Xu,Xiaodong Wu,Xuesong Liu,Li Cao,Qiwei Lin,Duan Weng. Journal of Environmental Sciences. 2017(07)
[2]柴油车尾气排放污染控制技术综述[J]. 贺泓,翁端,资新运. 环境科学. 2007(06)
[3]铈部分取代镧的 La-Mn 系钙钛矿型催化剂性能研究[J]. 梁珍成,秦永宁,齐晓周,乔冠东,廖巧丽. 天津大学学报. 1997(06)
硕士论文
[1]γ-Fe203基催化剂NH-SCR脱硝特性及动力学研究[D]. 彭建升.山东大学 2015
[2]新型铁铈钛催化剂SCR脱硝性能及反应动力学研究[D]. 郭东旭.山东大学 2013
本文编号：3314204
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１汽油机燃油效率和王效催化剂催化活性随空燃比的变化［７］
液氨作为氨源，但考虑到液氨易燃、是爆、易泄漏、具有腐蚀性，不适合作为移??动源ＮＨ３－ＳＣＲ脱硝设备的氨源。因此，移动源ＮＨ３－ＳＣＲ脱硝技术中由尿素溶液??热解提供氨源［２６－２７］。如图１．２所示，在装有ＳＣＲ催化剂的净化器之前，设置车??用尿素喷射口，车用尿素喷入后，在高温尾气中迅速分解为ＮＨ３；?ＮＨ３与含有??ＮＯｘ的柴油机尾气混合后，经过催化剂床层进行ＮＨ３－ＳＣＲ反应，将ＮＯｘ催化还??原为化和也０。标准ＮＨ３－ＳＣＲ反应（ＳｔａｎｄａｒｄＳＣＲ）如公式１－１所示［２冲??４頭３?＋?４Ｎ０?＋?〇２?一?４Ｎ２?＋?６巾〇?（１－１）??当反应物中ＮＯ和Ｎ０２同时存在，且其摩尔比为１：１时，则会发生快速ＮＨ３－??ＳＣＲ?反应（Ｆａｓｔ?ＳＣＲ）?［２９－３０］：??４ＮＨ３?＋?２Ｎ０?＋?２Ｎ０２?一?４Ｎ２?＋?６Ｈ２Ｏ?（１－２）??当反应物中Ｎ０２和ＮＯ的摩尔比大于１时，则Ｎ０２会与ＮＨ３直接发生氧化??还原反应（ＮＣｈＳＣＲ）?［２９］：??８ＮＨ３?＋?６Ｎ０２?一?７Ｎ２?＋?１２恥〇。－３）??４??
Ｆｉｇ．?１．３?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＮＨ３－ＳＣＲ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｎ?Ｂｒｏｎｓ把ｄ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅｓ?ｏｖｅｒ?ｖａｎａｄｉｕｍ?ｏｘｉｄｅ．??ＮＨ３除了会吸附在Ｂ巧ｎｓｔｅｄ酸性位上，还会Ｗ配位的形式吸附到催化剂表??面的Ｌｅｗｉｓ酸性位上。如图１．４所示，在ＳＣ民催化剂表面，ＮＨ３也会巧附在金属??阳离子Ｌｅｗｉｓ酸性位上，形成活性中间产物ＮＨ２和还原态的金属阳离子，Ｎ也与??气栖中ＮＯ反应生成的ＮＨ２ＮＯ进一步分解为Ｎ２和Ｈ２０，还原态的金属阳离子??被氧气进一步氧化，从而完成Ｌｅｗｉｓ酸性位的再生。??—一－？？＾西〇?打??。甲?。？?－?一；?？?＜?〇??。．命Ｈ?。：Ｖ巧Ｈ?ｒ嘴＂??／………－＂／＾…．＾??４?ｋ?，?＼??／?ｙ?？?Ｎ－Ｋ??畑，?！？?３?Ｈ，０??。、嘴－—－巧Ｈ??左１?ｉ?Ｉ??ｉ?ｉ??！／２?技２〇?Ｉ?／４?〇２??圈１．４氧化祝表面Ｌｅｗｉｓ酸性位上的的Ｎ访与ＮＯ反应的路径图［７４］。??Ｆｉｇ．?１．４?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＮＨ３－ＳＣ民?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｎ?Ｌｅｗｉｓ?ａｃｉｄ?ｓｉｔｅｓ?ｏｖｅｒ?ｖａｎａｄｉｕｍ?ｏｘｉｄｅ．??祝基催化剂由于研究开发较早，对其ＮＨ３－ＳＣ艮偃化反应机理已经研究得较??为透彻。在化基傕化剂催化机理研究的基础上
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of barium sulfate modification on the SO2 tolerance of V2O5/TiO2 catalyst for NH3-SCR reaction[J]. Tengfei Xu,Xiaodong Wu,Xuesong Liu,Li Cao,Qiwei Lin,Duan Weng. Journal of Environmental Sciences. 2017(07)
[2]柴油车尾气排放污染控制技术综述[J]. 贺泓,翁端,资新运. 环境科学. 2007(06)
[3]铈部分取代镧的 La-Mn 系钙钛矿型催化剂性能研究[J]. 梁珍成,秦永宁,齐晓周,乔冠东,廖巧丽. 天津大学学报. 1997(06)
硕士论文
[1]γ-Fe203基催化剂NH-SCR脱硝特性及动力学研究[D]. 彭建升.山东大学 2015
[2]新型铁铈钛催化剂SCR脱硝性能及反应动力学研究[D]. 郭东旭.山东大学 2013
本文编号：3314204
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