活性炭纖維負載銅鋯金屬氧化物催化脫除NO實驗研究.pdf

1、氮氧化物是危害大氣的主要污染物之一，其排放已嚴重威脅著人類賴以生存的環(huán)境，并受到越來越廣泛的關(guān)注。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是脫除燃煤電廠排放煙氣中NOx的應用最廣、有效技術(shù)之一。近年來低溫SCR技術(shù)由于具有節(jié)能減耗和運行成本低的特點正得到越來越多研究者的關(guān)注。從國內(nèi)外低溫SCR技術(shù)的研究現(xiàn)狀來看，該技術(shù)工業(yè)化的主要障礙是低溫范圍內(nèi)活性不高、催化劑抗毒化性能差、反應機理不明確等問題。針對以上問題，本文使用以活性炭纖維為載體、CuO和Z

2、rO2作為主要活性成分的催化劑，對其低溫SCR脫硝性能進行了較為詳細的研究。
　　本文選用濃硝酸處理的活性炭纖維為載體，以 CuO和ZrO2為活性組分，采用浸漬法制備出系列CuO/ACFN、系列ZrO2/ACFN、系列CuO-ZrO2/ACFN催化劑?？疾炝藵庀跛崽幚砘钚蕴坷w維、CuO與 ZrO2單獨作為活性組分、CuO與ZrO2同時作為活性組分以及氧氣濃度、氨氮比等反應條件對脫硝活性的影響，并通過比表面積（ BET）與孔徑分析、

3、X射線衍射（ XRD）、掃描電鏡（SEM）、熱重差熱分析（TG-DTA）對催化劑進行分析和結(jié)構(gòu)表征，同時探討了氧含量、氨氮比等因素對系列催化劑的影響。研究結(jié)果表明活性炭纖維經(jīng)過濃硝酸處理后，比表面積增大了24.338m2/g，吸附量增大；負載CuO與ZrO2后，催化劑的比表面積隨負載量的增加而降低，孔徑分析可知，CuO與 ZrO2的負載并未對活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)造成明顯的影響，與 XRD、SEM分析結(jié)果一致， CuO、ZrO2負載量低于0.

4、033CuO/ACFN、0.025ZrO2/ACFN催化劑時，均為沒有明顯的 CuO、ZrO2特征峰的出現(xiàn)，活性組分均勻的分布在活性炭纖維表面。結(jié)合脫硝活性實驗，系列 CuO-ZrO2/ACFN催化劑相比于系列 CuO/ACFN、系列ZrO2/ACFN催化劑在脫硝活性有較大的優(yōu)勢，3:1CuO-ZrO2/ACFN催化劑在260℃達到最大92％的脫硝效率。氧氣能將NO氧化為NO2而促進脫硝反應的進行，但氧氣濃度過小或過大時都不利于脫硝反應

5、的進行，經(jīng)測試氧氣濃度為3%時最佳；由脫硝反應機理可知，NH3/NO=1:1，氨氮比過大會導致氧氣直接氧化NH3，從而降低脫硝效率，實驗結(jié)果顯示，NH3/NO=1時較為合理。
　　通過本文的系統(tǒng)研究，開發(fā)了一種新型的 CuO-ZrO2/ACFN復合氧化物低溫SCR催化劑，與現(xiàn)有報道的 SCR催化劑相比，該催化劑在低溫條件下的催化活性高、成本低等優(yōu)點，為低溫 SCR工藝實現(xiàn)工業(yè)化應用奠定了基礎(chǔ)，為今后低溫SCR催化劑的進一步改進提供