Mn-Fe/MPS低温催化处理NO<,X>活性及抗毒化性能研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:deshan123
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低温选择性催化还原(SCR)催化剂的应用能将SCR装置直接配置于电除尘器之后,避免商用催化剂V2O5-(WO3)/TiO2由于高温操作所必需的烟气预热能耗,降低脱硝成本,又能大大减轻烟尘的毒化作用,延长催化剂寿命;而且该技术可与我国现有的省煤器、空气预热器和锅炉组装为一体的锅炉系统匹配。因此研发高活性、高抗毒性的低温SCR催化剂在我国具有重要的经济和实际意义。另一方面,燃烧烟气中NOx90%~95%为NO,NO除生成络合物外,无论在水中或碱液中都不被吸收。为了有效地吸收Nox,将尾气中的NO部分地氧化为NO2,需寻找一种有效的催化剂,依赖烟气中本身所含氧量,将NO氧化为NO2,使氧化度达到50%~60%,再用湿法脱硫的吸收剂吸收,实现湿法一步同时脱硫脱氮。若能达此目的,将是最具竞争力的硫、氮同脱技术。本论文中研制了介孔二氧化硅负载铁锰氧化物催化剂Mn-Fe/MPS应用于催化处理Nox,从催化还原和催化氧化两个角度进行了系统的研究。   针对Nox的氨气选择性催化还原,在制得最优催化剂的基础上,研究了各种工况条件以及H2O和SO2对Mn-Fe/MPS催化剂NH3低温选择性催化还原Nox的影响。结果表明,催化剂具有优良的低温SCR活性,在433 K,空速为20,000 h-1时,Nox的SCR去除率可达99.1%。在反应温度低于413 K时,水蒸汽(10%,体积分数(ψ)在一定程度上降低了催化活性;当反应温度超过433 K时,这种影响可以完全消除,Nox的SCR转化率达到97.8%以上。低浓度SO2(100x10-6,(ψ)存在条件下,443 K时催化效率仍可稳定在97.2%。在H2O和SO2共存的情况下,生成的硫酸盐和亚硫酸盐沉积在催化剂表面导致催化剂逐渐失活;   提高选择性催化还原反应温度可以延缓催化剂的失活。此外还研究了不同活化温度对催化剂活性恢复的影响,结果表明,当活化温度达到773 K时,催化剂的活性可以完全恢复。本研究催化剂的综合性能优于目前国内外文献报道的其他催化剂。   在NO的催化氧化研究中,考察了温度、空速、NO进口浓度和O2浓度等因素对催化剂活性的影响。结果显示,NO氧化为NO2的转化率对温度变化具有良好的稳定性能,在453 K,进口NO浓度800×10-6(ψ),O2浓度10%(ψ),空速为20,000 h-1时,NO氧化效率可维持在50.6%左右。当反应温度高于450 K,通入10%(ψ)的水后,催化剂催化氧化活性不受影响;当同时通入10%(ψ)的水和100x10-6(ψ)的SO2后,NO氧化率下降明显,但在460 K时仍然可以维持在41%。
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