Mn-Ce/AC催化剂低温脱硝失活作用研究
发布时间：2023-10-30 18:01
氮氧化物(NOx)是人类生产活动中排放量较多的污染物,石油、煤炭等化石燃料燃烧和硝酸生产等工业活动都会产生大量的NOx,过量的NOx排放对生态环境造成了极大的压力。选择性催化还原(SCR)技术借助催化剂中的活性组分,通过向烟气中喷入NH3和氮氧化物进行催化还原反应生成对环境无害的N2和H2O,是目前技术较为成熟的氮氧化物脱除方案,在燃煤电厂得到了广泛的应用。SCR工艺流程围绕催化剂的技术指标进行设计,因此催化剂的发展水平决定了SCR体系NOx的脱除效率。烧结烟气温度低、成分复杂,目前的商用SCR催化剂因为需要对烧结烟气进行加热才能达到催化剂的起活温度窗口,且容易中毒失活,很难在钢铁企业推广应用。以碳材料为载体,过渡族金属氧化物和稀土氧化物为活性组分开发新型低温、抗中毒性能突出、高脱硝效率的新型SCR脱硝催化剂已经成为目前的研究热点。其中Mn-Ce活性炭基(Mn-Ce/AC)催化剂因其优良的低温催化性能和环境友好的特性,有望成为应用在低...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 氮氧化物对环境的危害
1.2.1 光化学烟雾污染
1.2.2 形成酸雨
1.2.3 破坏臭氧层
1.2.4 加剧温室效应
1.3 燃煤排放氮氧化物相关政策
1.4 烧结烟气脱硝技术
1.4.1 烧结烟气特点
1.4.2 烧结烟气中NOx形成机制
1.4.3 常用氮氧化物脱除工艺
1.5 选择性催化还原技术概述
1.6 SCR脱硝反应机理概述
1.7 SCR脱硝催化剂失活研究
1.7.1 催化剂堵塞
1.7.2 催化剂磨损
1.7.3 催化剂中毒
1.8 本文研究的目的、意义与内容
1.8.1 研究目的与意义
1.8.2 研究内容
2 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验材料
2.2 新鲜及中毒催化剂制备
2.2.1 Mn-Ce/AC催化剂以及单组分催化剂制备
2.2.2 中毒催化剂制备
2.3 催化剂活性测试与催化剂表征
2.3.1 烟气脱硝装置
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 比表面积和孔结构分析(BET)
2.3.4 X射线衍射分析(XRD)
2.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.6 NH3程序升温脱附分析(NH3-TPD)
2.3.7 红外光谱检测(FT-IR)
3 烟气中钾盐对Mn-Ce/AC催化剂中毒研究
3.1 常见钾盐对催化剂脱硝活性的影响
3.2 BET分析
3.3 NH3-TPD分析
3.3.1 Mn、Ce单独以及共同负载对催化剂表面NH3吸附性能的影响
3.3.2 不同钾盐对催化剂NH3吸附性能的影响
3.3.3 不同浓度KCl中毒对催化剂氨吸附能力的影响
3.4 XRD分析
3.5 XPS分析
3.6 钾盐对Mn-Ce/AC催化剂中毒机理分析
3.7 本章小结
4 烟气中Ca(NO3)2对催化剂中毒研究
4.1 Ca(NO3)2对催化剂SCR脱硝活性的影响
4.2 BET结果与分析
4.3 SEM结果与分析
4.4 XRD结果与分析
4.5 XPS分析
4.6 H2-TPR结果与分析
4.7 NH3-TPD结果与分析
4.8 FT-IR结果与分析
4.9 Mn-Ce/AC催化剂Ca(NO3)2中毒机理分析
4.10 本章小结
5 烟气中Pb(NO3)2对催化剂中毒研究
5.1 Pb(NO3)2对Mn-Ce/AC脱硝催化剂活性的影响
5.2 BET结果与分析
5.3 SEM结果与分析
5.4 XRD结果分析
5.5 XPS结果与分析
5.6 NH3-TPD分析
5.7 FT-IR结果与分析
5.8 Mn-Ce/AC催化剂Pb(NO3)2中毒机理分析
5.9 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士期间发表的论文
B.作者在攻读硕士期间申请的专利
C.作者在攻读硕士期间参与的项目
D.学位论文数据集
致谢
本文编号：3858927
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 氮氧化物对环境的危害
1.2.1 光化学烟雾污染
1.2.2 形成酸雨
1.2.3 破坏臭氧层
1.2.4 加剧温室效应
1.3 燃煤排放氮氧化物相关政策
1.4 烧结烟气脱硝技术
1.4.1 烧结烟气特点
1.4.2 烧结烟气中NOx形成机制
1.4.3 常用氮氧化物脱除工艺
1.5 选择性催化还原技术概述
1.6 SCR脱硝反应机理概述
1.7 SCR脱硝催化剂失活研究
1.7.1 催化剂堵塞
1.7.2 催化剂磨损
1.7.3 催化剂中毒
1.8 本文研究的目的、意义与内容
1.8.1 研究目的与意义
1.8.2 研究内容
2 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验材料
2.2 新鲜及中毒催化剂制备
2.2.1 Mn-Ce/AC催化剂以及单组分催化剂制备
2.2.2 中毒催化剂制备
2.3 催化剂活性测试与催化剂表征
2.3.1 烟气脱硝装置
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 比表面积和孔结构分析(BET)
2.3.4 X射线衍射分析(XRD)
2.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.6 NH3程序升温脱附分析(NH3-TPD)
2.3.7 红外光谱检测(FT-IR)
3 烟气中钾盐对Mn-Ce/AC催化剂中毒研究
3.1 常见钾盐对催化剂脱硝活性的影响
3.2 BET分析
3.3 NH3-TPD分析
3.3.1 Mn、Ce单独以及共同负载对催化剂表面NH3吸附性能的影响
3.3.2 不同钾盐对催化剂NH3吸附性能的影响
3.3.3 不同浓度KCl中毒对催化剂氨吸附能力的影响
3.4 XRD分析
3.5 XPS分析
3.6 钾盐对Mn-Ce/AC催化剂中毒机理分析
3.7 本章小结
4 烟气中Ca(NO3)2对催化剂中毒研究
4.1 Ca(NO3)2对催化剂SCR脱硝活性的影响
4.2 BET结果与分析
4.3 SEM结果与分析
4.4 XRD结果与分析
4.5 XPS分析
4.6 H2-TPR结果与分析
4.7 NH3-TPD结果与分析
4.8 FT-IR结果与分析
4.9 Mn-Ce/AC催化剂Ca(NO3)2中毒机理分析
4.10 本章小结
5 烟气中Pb(NO3)2对催化剂中毒研究
5.1 Pb(NO3)2对Mn-Ce/AC脱硝催化剂活性的影响
5.2 BET结果与分析
5.3 SEM结果与分析
5.4 XRD结果分析
5.5 XPS结果与分析
5.6 NH3-TPD分析
5.7 FT-IR结果与分析
5.8 Mn-Ce/AC催化剂Pb(NO3)2中毒机理分析
5.9 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士期间发表的论文
B.作者在攻读硕士期间申请的专利
C.作者在攻读硕士期间参与的项目
D.学位论文数据集
致谢
本文编号：3858927
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