HZSM-5型分子筛吸附及钯基催化剂催化氧化脱除VOCs的研究
发布时间：2022-01-12 22:12
含挥发性有机化合物VOCs（Volatile Organic Compounds）的废气是大气污染的主要来源之一。在工业的VOCs治理技术中,往往将沸石转轮吸附浓缩技术与蓄热催化燃烧技术（RCO）相结合。废气经过沸石分子筛转轮进行吸附-脱附-浓缩连续性过程,被浓缩后的废气再进入蓄热式催化燃烧装置净化,并有效利用有机物燃烧释放的富余热量,节省电力消耗,降低运行成本。实际工业生产过程中废气含水量高,水分与VOCs形成竞争吸附,占据转轮的吸附空间降低VOCs的脱除效率,探究疏水性影响因素,提高吸附剂抗水性是当前研究工作的热点。蓄热式催化燃烧技术的核心是高效燃烧的催化剂,催化剂的稳定性和低温活性是现阶段催化燃烧处理VOCs的关键任务。吸附方面,本文基于具有良好吸附性能的商业HZSM-5型分子筛探究硅铝比与其抗水性之间的关系,针对几种不同沸点的有机气体:间二甲苯、正己烷、丙酮、乙醇、乙酸乙酯探究HZSM-5型分子筛吸附规律、抗水性规律,为工业吸附工艺设计提供可靠依据。催化燃烧方面,本文基于具有较高的低温活性和较高的耐热性的Pd基催化剂开展了典型VOCs催化氧化反应稳定性和低温活性特征具体研究内容...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧净化法流程示意图
1 绪论催化剂的评价中主要考察催化氧化的起燃温度、完全转化温度等性能。筛选出最优的 Pd 基催化剂改变工艺条件对其催化性能的影响以及测试催化剂的长时间稳定性等性能，并针对选用不同类型 VOCs 为研究对象，通过 Pd 基催化剂催化燃烧性能对其规律性、选择性进行认识与分析，评价该催化剂对实际工业的应用价值。1.6.2 技术路线本研究的技术路线如图 1-2 所示。
精度恒温水浴控制。通过改变 VOCs 浓度、反应空速对催化剂的催化性能进行分析。通过六通阀进行取样，通过配有 FID 检测器的气相色谱仪进行分析。图2-1 催化剂评价装置1-气瓶；2-质量流量计；3-VOCs发生器；4-固定床；5-热电偶；6-六通阀；7-气相色谱Figure 2-1 Experimental set-up for the catalytic tests1-gas cylinder; 2-mass flow controller; 3-VOCs generator; 4-fixed reactor; 5-thermocuple;6-six-way-valve; 7-gas chromatography以间二甲苯的转化率表示催化剂活性，转化率计算公式为：[ ] [ ].[ ] 100%[ ]in outinVOCs VOCsConv VOCsVOCs （2-1）式中，[VOCs]in和[VOCs]out分别表示反应器进出口间二甲苯的浓度。2.5 VOCs 浓度标准曲线的绘制（VOCs Concentration StandardCurve）本文根据不同水浴温度，VOCs 挥发性差异采用失重法定量气相 VOCs 的浓度。气体浓度通过调节恒温水浴锅的加热温度而改变。以间二甲苯为例通过直线拟合绘制其失重随时间变化曲线。根据以下公式计算间二甲苯的出口浓度。m k t（2-2）式中，m为间二甲苯的实际减少的重量，g；k为间二甲苯失重量随时间的变化的拟合斜率，无量纲1。22.4m xylenem xylenemVM （2-3）式中，M为间二甲苯分子的摩尔质量
【参考文献】：
期刊论文
[1]络合-溶剂热法制备钯基催化剂及其催化氧化间二甲苯性能[J]. 赫帅,郭凤,康国俊,余剑,任雪峰,许光文. 化工学报. 2019(03)
[2]Pd/γ-Al2O3催化剂催化氧化邻-二甲苯[J]. 胡凌霄,王莲,王飞,张长斌,贺泓. 物理化学学报. 2017(08)
[3]ZSM-5分子筛疏水改性及催化H2O2氧化苯酚的性能研究[J]. 韩佳颐,侯永江,左欠,国洁,王亚权. 安全与环境工程. 2017(03)
[4]催化氧化技术在可挥发性有机物处理的研究[J]. 赵倩,葛云丽,纪娜,宋春风,马德刚,刘庆岭. 化学进展. 2016(12)
[5]贵金属催化剂对VOCs催化氧化的研究进展[J]. 曾俊淋,刘霄龙,王健,王雪,朱廷钰. 环境工程. 2015(11)
[6]蜂窝状ZSM-5型分子筛对丙酮和丁酮吸附性能研究[J]. 杜娟,栾志强,解强,叶平伟,李凯,王喜芹. 环境科学. 2013(12)
[7]xAu/α-MnO2催化剂的结构及催化氧化VOCs气体性能[J]. 叶青,霍飞飞,王海平,王娟,王道. 高等学校化学学报. 2013(05)
[8]锡掺杂介孔分子筛在木材阻燃中的烟气转化作用[J]. 夏燎原,吴义强,胡云楚. 无机材料学报. 2013(05)
[9]硅改性制备疏水性沸石分子筛蜂窝体[J]. 王喜芹,李凯,魏冰,栾志强. 环境科学. 2011(12)
[10]水滑石负载钯催化剂上的醇无氧脱氢反应[J]. 陈静,张庆红,方文浩,王野,万惠霖. 催化学报. 2010(08)
博士论文
[1]强降解VOC纳米TiO2光催化剂的制备及机理研究[D]. 曾磊.华中科技大学 2015
[2]催化燃烧去除挥发性有机气体的整体式催化剂[D]. 王健礼.四川大学 2007
硕士论文
[1]活性炭对轻烃类VOCs吸附行为研究[D]. 张晓露.华东理工大学 2018
[2]丝光沸石分子筛的合成及其吸附VOCs性能的研究[D]. 孙慧.苏州科技大学 2017
[3]AlOOH结构及其催化性能的研究[D]. 韩燕梅.太原理工大学 2017
[4]改性的ZSM-5分子筛催化剂蜂窝状成型及工业化应用[D]. 董小松.北京化工大学 2017
[5]改性ZSM-5分子筛催化甲醇芳构化的研究[D]. 孙大明.北京石油化工学院 2016
[6]熔融盐法制备高效消除挥发性有机物催化剂的研究[D]. 何胜男.北京工业大学 2015
[7]吸附VOCs用陶瓷基蜂窝块体吸附剂研究[D]. 刘月颖.华南理工大学 2015
[8]锆掺杂的CeO2-CrOx复合氧化物催化剂上CVOCs催化氧化性能[D]. 杨姗姗.浙江大学 2015
[9]贵金属催化剂的制备及其对VOCs催化性能的研究[D]. 杨坤.北京化工大学 2014
[10]复合型催化剂催化燃烧丙酮与二甲苯混合VOCs技术[D]. 唐志锟.华南理工大学 2012
本文编号：3585536
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧净化法流程示意图
1 绪论催化剂的评价中主要考察催化氧化的起燃温度、完全转化温度等性能。筛选出最优的 Pd 基催化剂改变工艺条件对其催化性能的影响以及测试催化剂的长时间稳定性等性能，并针对选用不同类型 VOCs 为研究对象，通过 Pd 基催化剂催化燃烧性能对其规律性、选择性进行认识与分析，评价该催化剂对实际工业的应用价值。1.6.2 技术路线本研究的技术路线如图 1-2 所示。
精度恒温水浴控制。通过改变 VOCs 浓度、反应空速对催化剂的催化性能进行分析。通过六通阀进行取样，通过配有 FID 检测器的气相色谱仪进行分析。图2-1 催化剂评价装置1-气瓶；2-质量流量计；3-VOCs发生器；4-固定床；5-热电偶；6-六通阀；7-气相色谱Figure 2-1 Experimental set-up for the catalytic tests1-gas cylinder; 2-mass flow controller; 3-VOCs generator; 4-fixed reactor; 5-thermocuple;6-six-way-valve; 7-gas chromatography以间二甲苯的转化率表示催化剂活性，转化率计算公式为：[ ] [ ].[ ] 100%[ ]in outinVOCs VOCsConv VOCsVOCs （2-1）式中，[VOCs]in和[VOCs]out分别表示反应器进出口间二甲苯的浓度。2.5 VOCs 浓度标准曲线的绘制（VOCs Concentration StandardCurve）本文根据不同水浴温度，VOCs 挥发性差异采用失重法定量气相 VOCs 的浓度。气体浓度通过调节恒温水浴锅的加热温度而改变。以间二甲苯为例通过直线拟合绘制其失重随时间变化曲线。根据以下公式计算间二甲苯的出口浓度。m k t（2-2）式中，m为间二甲苯的实际减少的重量，g；k为间二甲苯失重量随时间的变化的拟合斜率，无量纲1。22.4m xylenem xylenemVM （2-3）式中，M为间二甲苯分子的摩尔质量
【参考文献】：
期刊论文
[1]络合-溶剂热法制备钯基催化剂及其催化氧化间二甲苯性能[J]. 赫帅,郭凤,康国俊,余剑,任雪峰,许光文. 化工学报. 2019(03)
[2]Pd/γ-Al2O3催化剂催化氧化邻-二甲苯[J]. 胡凌霄,王莲,王飞,张长斌,贺泓. 物理化学学报. 2017(08)
[3]ZSM-5分子筛疏水改性及催化H2O2氧化苯酚的性能研究[J]. 韩佳颐,侯永江,左欠,国洁,王亚权. 安全与环境工程. 2017(03)
[4]催化氧化技术在可挥发性有机物处理的研究[J]. 赵倩,葛云丽,纪娜,宋春风,马德刚,刘庆岭. 化学进展. 2016(12)
[5]贵金属催化剂对VOCs催化氧化的研究进展[J]. 曾俊淋,刘霄龙,王健,王雪,朱廷钰. 环境工程. 2015(11)
[6]蜂窝状ZSM-5型分子筛对丙酮和丁酮吸附性能研究[J]. 杜娟,栾志强,解强,叶平伟,李凯,王喜芹. 环境科学. 2013(12)
[7]xAu/α-MnO2催化剂的结构及催化氧化VOCs气体性能[J]. 叶青,霍飞飞,王海平,王娟,王道. 高等学校化学学报. 2013(05)
[8]锡掺杂介孔分子筛在木材阻燃中的烟气转化作用[J]. 夏燎原,吴义强,胡云楚. 无机材料学报. 2013(05)
[9]硅改性制备疏水性沸石分子筛蜂窝体[J]. 王喜芹,李凯,魏冰,栾志强. 环境科学. 2011(12)
[10]水滑石负载钯催化剂上的醇无氧脱氢反应[J]. 陈静,张庆红,方文浩,王野,万惠霖. 催化学报. 2010(08)
博士论文
[1]强降解VOC纳米TiO2光催化剂的制备及机理研究[D]. 曾磊.华中科技大学 2015
[2]催化燃烧去除挥发性有机气体的整体式催化剂[D]. 王健礼.四川大学 2007
硕士论文
[1]活性炭对轻烃类VOCs吸附行为研究[D]. 张晓露.华东理工大学 2018
[2]丝光沸石分子筛的合成及其吸附VOCs性能的研究[D]. 孙慧.苏州科技大学 2017
[3]AlOOH结构及其催化性能的研究[D]. 韩燕梅.太原理工大学 2017
[4]改性的ZSM-5分子筛催化剂蜂窝状成型及工业化应用[D]. 董小松.北京化工大学 2017
[5]改性ZSM-5分子筛催化甲醇芳构化的研究[D]. 孙大明.北京石油化工学院 2016
[6]熔融盐法制备高效消除挥发性有机物催化剂的研究[D]. 何胜男.北京工业大学 2015
[7]吸附VOCs用陶瓷基蜂窝块体吸附剂研究[D]. 刘月颖.华南理工大学 2015
[8]锆掺杂的CeO2-CrOx复合氧化物催化剂上CVOCs催化氧化性能[D]. 杨姗姗.浙江大学 2015
[9]贵金属催化剂的制备及其对VOCs催化性能的研究[D]. 杨坤.北京化工大学 2014
[10]复合型催化剂催化燃烧丙酮与二甲苯混合VOCs技术[D]. 唐志锟.华南理工大学 2012
本文编号：3585536
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3585536.html
