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《长沙理工大学》 2015年
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SCR脱硝催化剂在炉活化技术的实验研究

曾稀  
【摘要】:目前烟气选择性催化还原(SCR)脱硝技术以其脱硝效率高、氨逃逸率低、运行稳定可靠等优势得到广泛应用。催化剂作为SCR脱硝技术的核心,是保证SCR脱硝系统高效稳定运行的主要因素,但催化剂在使用过程中容易堵塞、中毒甚至彻底失活,对失活催化剂进行活化后再利用可以节约大量催化剂成本,避免资源浪费和环境污染。因此,开展SCR脱硝催化剂活化的研究对减少SCR脱硝系统的投资费用,降低环境污染具有重要的现实意义。本课题针对现有脱硝催化剂离线活化存在的诸多不足,开展了催化剂在炉活化技术的实验研究。首先,开展了活化液的配制与催化剂活化的实验研究,通过采用单变量法配制不同活性成分含量的活化液,并利用配制的活化液对催化剂进行活化,综合活化后催化剂的NO脱除率、活性等宏观参数评价活化液对催化剂活化效果的好坏,并采用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)、傅立叶红外光谱(FT-IR)及X射线衍射(XRD)等手段进行辅助分析,最终得到最佳配比的活化液配方;在此基础上,实验了各活化条件参数对催化剂活化效果的影响情况。通过上述活化实验得到以下结论:催化剂活化后NO脱除率明显升高,最高达99%,活性恢复到新鲜催化剂的80%以上,且活化催化剂表面颗粒间孔隙增大,比表面积增加,催化剂表面活性成分得到有效补充,此外,通过工艺参数的研究,得到了该工艺过程各参数的最佳参考值,可以实现催化剂的有效活化。针对在炉活化工艺中活化液呈酸性,可能对反应器内设备存在腐蚀这一问题,开展了活化液对脱硝反应器内典型金属材料的腐蚀特性实验研究,并根据金属材料的腐蚀情况选择防腐方法,进一步进行防腐方法的实验研究,最终确定有效的防腐方案。最后,综合上述实验结果及工程应用要求,设计了一套包括活化液储存装置、催化剂吹扫、清洗与喷淋复合系统及活化液供给与循环系统在内的催化剂在炉活化工艺系统,该系统通过采用蒸汽对催化剂进行吹灰,同时利用热二次风干燥催化剂,并采用过热器出口的高温蒸汽对催化剂进行烘焙实现催化剂的在炉活化,此设计系统密封性好,操作简便,对催化剂在炉活化工艺的工程应用具有重要的指导意义。
【关键词】:SCR脱硝 催化剂 在炉活化 活化液 活性 实验研究
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X773
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 绪论10-22
  • 1.1 研究背景10-12
  • 1.2 烟气脱硝技术现状及进展综述12-20
  • 1.2.1 烟气脱硝技术分类12-15
  • 1.2.2 烟气SCR脱硝工程技术应用现状15-16
  • 1.2.3 SCR脱硝催化剂研究进展16-19
  • 1.2.4 SCR脱硝催化剂活化工艺19-20
  • 1.3 主要研究内容20-22
  • 第二章 活化液的配制与优化实验研究22-36
  • 2.1 引言22
  • 2.2 活化液配制22-23
  • 2.3 催化剂的活化实验研究23-33
  • 2.3.1 实验方法及过程23-26
  • 2.3.2 实验结果及分析26-33
  • 2.4 小结33-36
  • 第三章 活化工艺参数对催化剂活化效果的影响36-52
  • 3.1 活化液温度对催化剂活化效果的影响36-40
  • 3.1.1 实验方法及过程36-37
  • 3.1.2 实验结果及分析37-40
  • 3.1.3 小结40
  • 3.2 干燥条件对催化剂活化效果的影响40-42
  • 3.2.1 实验方法及过程40-41
  • 3.2.2 实验结果及分析41-42
  • 3.2.3 小结42
  • 3.3 烘焙温度对催化剂活化效果的影响42-46
  • 3.3.1 实验方法及过程42-43
  • 3.3.2 实验结果及分析43-46
  • 3.3.3 小结46
  • 3.4 烘焙时间对催化剂活化效果的影响46-52
  • 3.4.1 实验方法及过程46-47
  • 3.4.2 实验结果及分析47-50
  • 3.4.3 小结50-52
  • 第四章 活化液对脱硝反应器的腐蚀特性及防腐方法研究52-64
  • 4.1 活化液对脱硝反应器的腐蚀特性实验研究52-57
  • 4.1.1 实验准备52-53
  • 4.1.2 实验过程53-54
  • 4.1.3 实验结果及分析54-57
  • 4.2 防腐方法的实验研究57-62
  • 4.2.1 金属防腐技术概述57-58
  • 4.2.2 脱硝反应器防腐要求58
  • 4.2.3 防腐方法选择58
  • 4.2.4 实验过程58-59
  • 4.2.5 实验结果及分析59-62
  • 4.3 在炉活化工艺中脱硝反应器的防腐方案62-63
  • 4.4 小结63-64
  • 第五章 催化剂在炉活化工艺系统设计64-74
  • 5.1 活化液储存方法与装置64-65
  • 5.1.1 储存方法64-65
  • 5.1.2 储存装置65
  • 5.2 催化剂吹扫、清洗与活化喷淋复合系统65-67
  • 5.2.1 系统方案设计65-66
  • 5.2.2 方案分析对比66-67
  • 5.3 活化液供给与循环系统67-69
  • 5.3.1 方案设计67-68
  • 5.3.2 方案分析对比68-69
  • 5.4 脱硝反应器在炉活化密封方法与装置69-70
  • 5.5 催化剂在炉活化系统的设计70-72
  • 5.5.1 系统方案及结构设计70
  • 5.5.2 方案分析对比70-72
  • 5.6 小结72-74
  • 总结与展望74-76
  • 全文总结74-75
  • 对未来研究的展望及建议75-76
  • 参考文献76-80
  • 致谢80-81
  • 附录(攻读学位期间发表论文目录)81

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