论文部分内容阅读
目前多孔陶瓷过滤器和颗粒层过滤器(GBF)因其耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐磨损、不燃不爆、过滤能力不受粉尘比电阻影响、除尘效率高,而被认为是最有前途的中、高温烟气净化的装置,另外目前应用最广的商业SCR系统也是运行于中温段(250-450℃)。本课题提出把SCR催化剂负载于陶瓷多孔颗粒内,制成催化颗粒层除尘器,在中温段实现粉尘的过滤过程和脱硝过程同时进行,可大大节约成本,降低阻力,减少占地面积。本研究首先以经过处理的天然多孔火山石颗粒为基体,采用浸渍法负载钒钛系SCR催化剂,借助于微型反应器实验平台和各种测试分析仪器,测试催化剂的活性,优化颗粒催化剂的制备工艺；实验研究各种运行参数(温度、O2浓度、氨氮比等)对催化剂颗粒层脱硝反应的影响规律,探索催化颗粒层催化还原脱硝的机理；结果表明采用火山石负载中温脱硝催化剂可达到较好的脱硝效果：200℃-375℃之间,催化剂脱硝效率较高,基本维持在70%以上；含氧量越大,NO脱除率越高；NO脱除效率均随氨氮比的增大而增大,但是当氨氮比较高时,烟气中未反应的NH3量增大,会引发NH3逃逸造成二次污染。另外,还测试了将商业钒钛系催化剂破碎成1-2mm颗粒时的脱硝效率,实验中测试了温度、颗粒大小、氨氮比、氧气浓度、催化剂高度、SO2、水蒸汽等对脱硝效率的影响。在300℃,氨氮比为1,O2浓度为5%，颗粒为1mm时,效率达到最大值为89.7%。并且测定了O2含量对NO2的生成的影响,在将来的研究中可以寻找合适的催化剂,能使NO大量生成NO2,然后将NO2通过水洗或碱洗来除去,省去了喷氨等复杂程序。最后,对已有的催化脱硝反应数据,进行拟合得到脱硝催化剂的反应速率方程,模拟计算温度、氧气浓度和停留时间对脱硝效率的影响,并与实验结果进行对比,吻合情况良好；利用已经有的颗粒层除尘器的过滤风速、除尘压降等的数据,计算颗粒层除尘器的过滤面积、压降、临界流化速度、反吹风速以及反吹阻力等。可用于于进行颗粒层除尘反应器的设计。本课题提出把SCR催化剂负载于陶瓷多孔颗粒内,或者直接利用颗粒状商业钒钛系催化剂,制成催化颗粒层除尘器,在中温段实现粉尘的过滤过程和脱硝过程同时进行,可大大节约成本,降低阻力,减少占地面积。通过本研究可以为颗粒层联合除尘脱硝的工业应用提供参考。