收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

SO_2对MnOx/PG催化剂低温脱硝活性影响行为及机理研究

张翠平  
【摘要】:选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)法脱除NOx是应用最广且最为有效的烟气脱硝技术,低温SCR催化剂的应用能将SCR脱硝装置配置在电除尘器之后,既避免了商业钒钛高温催化剂所需的烟气预热能耗,降低脱硝成本,又能大幅度减轻烟尘对催化剂的磨损、毒化,延长催化剂寿命;而且该项技术与我国现有的省煤器、空预器和锅炉为一体的锅炉系统相匹配。目前,前人研究表明锰氧化物催化剂是适合我国锅炉现状的一种低温催化剂,具有脱硝活性高、选择性好、经济性强等优点,有较高的商业应用推广价值,但是低温(250oC)下,烟气中的SO_2对此类催化剂的脱硝活性具有明显的毒化作用。因此深入研究SO_2对锰氧化物催化剂的低温脱硝活性的影响因素及其影响机理具有重要的学术价值和现实意义,是研发低温耐硫脱硝催化剂的前提,是烟气净化领域未来发展的重要理论基础。 本文利用天然的凹凸棒石(Palygorskite, PG)作为催化剂载体材料,采用等体积浸渍法在最佳制备条件下制备了MnOx/PG催化剂,并在SO_2存在的条件下,对MnOx/PG催化剂的氨选择性催化还原NO的低温脱硝活性进行研究。实验结果表明:(1)反应温度低于300oC时,烟气中的SO_2明显抑制MnOx/PG催化剂的SCR脱硝活性,SO_2浓度越高,抑制作用越明显;(2)在300~500oC温度区间内,气相SO_2对催化剂的SCR脱硝活性有显著的促进作用。采用TG、BET和XPS等表征技术,对催化剂反应前后的化学结构和表面理化性质进行了分析,研究了SO_2对MnOx/PG催化剂低温脱硝活性的影响因素。研究结果表明:催化剂失活是由于低于300oC时,部分SO_2与NH3及活性组分MnO_2生成了较为稳定的硫酸铵盐及硫酸锰,沉积覆盖于催化剂表面,堵塞了催化剂孔道,降低了氨氮比和活性组分含量,导致催化剂不可逆失活,而高于300oC时,SO_2抑制了NH3的过度氧化从而提高了催化剂脱硝活性,对SCR脱硝活性表现出了较强的促进作用。 为研究SO_2对MnOx/PG催化剂的影响机理,通过SO_2暂态响应、BET比表面及孔径分布测定、程序升温表面反应(TPSR)等实验技术对MnOx/PG催化剂硫中毒的机理及化学本质进行了深入分析。结果表明,低温下烟气中SO_2对MnOx/PG催化剂的SCR脱硝活性存在显著的抑制作用,催化剂中毒主要由烟气中SO_2的催化氧化所引起。一方面SO_2氧化为SO3后与NH3及H2O竞争反应形成复杂的硫酸铵盐堵塞催化剂孔道,另一方面与活性组分MnO_2结合形成MnSO4使得部分活性组分形态发生变迁。其中硫酸铵盐的形成可通过适当的热处理得以去除,而MnSO4则不可恢复,但催化剂SCR活性却显著增加,表明MnSO4的形成不是催化剂失活的主要因素。吸附态的硫可显著增加催化剂表面酸性,因此对SCR活性有促进作用。催化剂失活主要机理为:由气相SO_2的连续氧化并与NH3相结合形成硫酸铵盐,并且在低温下难以分解,以致堵塞催化剂活性中心。 针对MnOx/PG催化剂的失活机理,本文还添加了Ce和Fe作为助剂,对MnOx/PG催化剂进行改性,研究Mn-Ce/PG和Mn-Fe/PG催化剂的低温耐硫SCR脱硝活性。结果表明:Ce和Fe的添加都在一定程度上提高了MnOx/PG催化剂的耐硫活性。当Mn:Ce=2:1时,Mn-Ce/PG催化剂具有优良的低温耐硫活性;当Mn:Fe=1:1时,Mn-Fe/PG催化剂低温耐硫活性最佳。其中,Mn-Ce/PG催化剂的耐硫性优于Mn-Fe/PG催化剂。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 汪汉卿;陈英武;;电子自旋共振法在催化剂研究中的若干应用[J];当代化工;1973年06期
2 杨先春;;激光喇曼光谱原位法研究硫化态催化剂 Ⅱ.硫化态W/γ-A1_2O_3催化剂的活性组分的化学形态及其表面光谱特性[J];石油学报;1987年04期
3 高崇;罗忠禹;王树清;魏奇业;;提高国产中变催化剂内表面利用率的途径[J];吉林化工学院学报;1991年02期
4 龙晓达;催化剂的异地预硫化处理[J];石油与天然气化工;1992年03期
5 徐浩东;宁平;王学谦;;催化氧化净化黄磷尾气中PH_3[J];云南化工;2007年01期
6 赵永才;郑重;;VOCs催化燃烧技术及其应用[J];现代涂料与涂装;2007年11期
7 王润平;毛树红;池永庆;段秀琴;刘军;;费托合成铁基催化剂助剂的研究概述[J];天津化工;2008年01期
8 朱想明;向建敏;;甲醇裂解催化剂失活与再生[J];大众科技;2008年06期
9 王红妍;易红宏;唐晓龙;于丽丽;;羰基硫脱除技术研究现状及进展[J];化学工业与工程;2010年01期
10 黄赛棠;X光电子能谱(XPS)的某些应用[J];化学世界;1982年06期
11 张家明;;NZP—1型催化剂应用于催化燃烧法处理有机废气[J];今日科技;1982年04期
12 惠从善;陈延祥;锺承德;郑家倬;王燮昌;张君;;铁酸盐催化剂丁烯-2氧化脱氢反应动力学[J];石油化工;1984年05期
13 赵树斌;;滴流床反应器中α-甲基苯乙烯催化加氢反应规律探讨[J];石油化工;1985年01期
14 刘新华;林振锟;任韶玲;庞礼;;脉冲热重差热法研究三种工业镍催化剂上一氧化碳甲烷化反应[J];内蒙古大学学报(自然科学版);1986年04期
15 陈实;朱起明;刘殿求;杨光华;;低压合成甲醇Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂的表面表征与二氧化碳作用的研究[J];石油学报(石油加工);1987年04期
16 陈实;朱起明;刘殿求;杨光华;;低压合成甲醇Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂的表面表征与二氧化碳作用的研究[J];石油学报;1987年04期
17 韩维屏;王潍平;欧阳峰;;Cs~+与P_2O_5对V_2O_5-TiO_2催化剂的协同作用[J];石油学报(石油加工);1990年03期
18 李瑞丰;马静红;徐文旸;杨晋安;;硅沸石晶体形貌对负载催化剂性能的影响[J];太原理工大学学报;1990年02期
19 邓向阳,刘旦初;用于催化剂研究的多功能动态分析装置[J];复旦学报(自然科学版);1991年04期
20 瞿国华;;加氢裂化装置精制反应器压力降飞升的原因分析及其解决途径[J];金山油化纤;1991年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许韵华;晋丽叶;陈敏;王永生;朱红;;质子交换膜燃料电池抗CO催化剂PtRu/C的研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
2 盖帅;徐永强;刘晨光;;硅胶键合有机磺酸催化剂的制备与表征[A];中国石油学会第六届石油炼制学术年会论文集[C];2010年
3 蒋树斌;;污染物治理技术进展[A];中国工程物理研究院科技年报(2010年版)[C];2011年
4 庞新梅;钱锦华;高雄厚;;渣油催化裂化催化剂技术最新进展[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
5 李林;王晓东;王爱琴;张万生;张涛;;Mo_2C催化剂的吸附量热研究[A];中国化学会第十三届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要集[C];2006年
6 靳凤英;王祥生;袁景利;龙化云;杨晓宇;陈立东;郭新闻;;有机酸改性的CoMo/HZSM-5催化剂的加氢脱硫活性[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
7 安立敦;;负载型纳米金催化剂投入工业生产[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
8 周晓奇;;加氢脱硫催化剂及其新进展[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年
9 杨勇;杜阳;王和义;;无机载体疏水催化剂研制[A];中国工程物理研究院科技年报(2008年版)[C];2009年
10 欧阳平;姚金华;陈国需;李华峰;;摩擦催化反应中机械摩擦作用对催化剂的影响[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢文新;纳米碳纤维生长速率及形态调控[D];华东理工大学;2010年
2 褚睿智;微波辐射下耐硫型Pd催化剂的可控制备及在一步法合成二甲醚中的应用[D];中国矿业大学;2010年
3 黄辉;脂肪酸甲酯加氢制脂肪醇Cu/Zn催化剂的失活机理研究[D];华东理工大学;2011年
4 王文举;Ni催化剂催化乙醇重整制氢的研究[D];天津大学;2009年
5 陈鸿庆;乙醇重整制氢Ir-La催化剂设计及微反性能优化[D];华南理工大学;2010年
6 姜烨;钛基SCR催化剂及其钾、铅中毒机理研究[D];浙江大学;2010年
7 张安杰;Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究[D];大连理工大学;2011年
8 丁保宏;新型载体SiO_2-TiO_2-ZrO_2载负MoP催化剂的制备、表征及加氢精制性能[D];华东师范大学;2011年
9 滕阳;硫化后还原法制备磷化物催化剂及其加氢脱硫反应性能[D];大连理工大学;2010年
10 邹志强;钴基低温氧化催化剂和钾基稀燃NOx储存还原催化剂研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张翠平;SO_2对MnOx/PG催化剂低温脱硝活性影响行为及机理研究[D];合肥工业大学;2013年
2 李正启;橡胶防老剂4020合成工艺的研究[D];华东理工大学;2012年
3 杨燕萍;Ni/TiO_2-SiO_2催化剂的制备、表征及顺酐加氢性能研究[D];山西大学;2011年
4 彭神风;烟气脱硝SCR催化剂的性能研究[D];华东理工大学;2012年
5 刘树森;甲醇液相氧化羰基化Cu-Si-Ti基催化剂的研究[D];太原理工大学;2010年
6 庄永涛;柴油车尾气净化蜂窝状Fe-Mo/ZSM-5催化剂的试验研究[D];太原理工大学;2010年
7 刘艳霞;纳米金催化剂室温氧化CO及其再生研究[D];大连理工大学;2011年
8 王光伟;改性蒙脱土负载Co催化剂的费—托合成反应行为[D];陕西师范大学;2011年
9 王莉萍;焦炉煤气钌甲烷化催化剂的制备及研究[D];太原理工大学;2010年
10 张晓伟;化学镀制备Co基催化剂及其催化硼氢化钠水解制氢的研究[D];南开大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵亚辉;李灿:“催化”人生[N];人民日报;2004年
2 记者应庆;李灿院士获今年何梁何利进步奖[N];中国医药报;2005年
3 苛卫;二氧化碳变塑料[N];中国石油报;2003年
4 本报记者 张佳星;表面化学:我们身边的科学[N];科技日报;2007年
5 记者 吴苡婷;书写“水变氢”的传奇[N];上海科技报;2011年
6 潘治;他的研究“深入浅出”,至少能帮人理解“铁为什么会生锈”[N];新华每日电讯;2007年
7 ;科学家变废为宝二氧化碳制成塑料[N];中国高新技术产业导报;2001年
8 刘文;勇攀科学高峰的人[N];中国矿业报;2005年
9 本报记者 张震;国Ⅱ车喝欧Ⅲ油得不偿失?[N];中国消费者报;2005年
10 通讯员  黄剑华 本报记者  郭姜宁;窥探警戒线内的“宝贝”[N];科技日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978