Al2O3-TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物為載體的SCR脫硝催化劑的研究.pdf

1、SCR脫硝技術(shù)的核心是催化劑,載體是催化劑的重要組成部分,決定催化劑的性能與壽命,是催化劑研究的一個(gè)關(guān)鍵。工業(yè)用的脫硝催化劑載體多為單一成分載體,其在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些缺陷,而復(fù)合氧化物的可調(diào)控性能夠彌補(bǔ)這些不足,進(jìn)一步完善脫硝催化劑的研究?jī)?nèi)容。Al2O3-TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物具有較大比表面積、較強(qiáng)的表面酸性、較寬的酸度分布和優(yōu)良的穩(wěn)定性等特點(diǎn),可作為理想的催化劑載體材料。
　　本課題選擇Al2O3-TiO2-ZrO2復(fù)

2、合氧化物整體作為催化劑載體,以其制備催化劑并探索其在燃煤電廠煙氣脫硝應(yīng)用中的可能性,研究分為載體和催化劑的制備、載體和催化劑的表征和催化劑的本征動(dòng)力學(xué)研究三個(gè)部分。
　　在自制SCR催化活性評(píng)價(jià)裝置上測(cè)試活性,結(jié)合XRD、BET、NH3-TPD等表征技術(shù),對(duì)復(fù)合氧化物載體和催化劑的晶相結(jié)構(gòu)和制備工藝、活性物質(zhì)V2O5的含量、SO2毒性的影響等進(jìn)行研究,得到了適用于燃煤煙氣脫硝催化劑的最佳制備工藝和配方,并得到了催化劑粉體的本征動(dòng)力

3、學(xué)參數(shù),建立了與實(shí)驗(yàn)工況條件相吻合的動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)以上研究主要取得了以下成果:
　　1)通過(guò)對(duì)2種不同工藝制備的復(fù)合氧化物載體進(jìn)行研究,確定了以共沉淀法制備的Al2O3-TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物非常適合作為SCR催化劑的載體,而機(jī)械混合法制備的Al2O3-TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物就是三種單一氧化物的混合體,活性組分V2O5不能在其表面均勻分布而不適合作為SCR催化劑載體。
　　2)通過(guò)對(duì)催化劑配方進(jìn)行研究,得到了S

4、CR催化劑的最優(yōu)配方為5％V2O5/87％Al2O3-10％TiO2-3％ZrO2(重量比)。
　　3)在―干凈煙氣‖條件下,對(duì)5％V2O5/87％Al2O3-10％TiO2-3％ZrO2催化劑的催化性能進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)該催化劑在空速比為10000h-1、氨氮比為1、溫度在300~450℃范圍內(nèi)的NO脫除率較高(最高可達(dá)99％)和SO2氧化率較低,能夠達(dá)到工業(yè)應(yīng)用要求;而在―骯臟煙氣‖條件下,低含量SO2(低于2％)對(duì)NO脫除率影響

5、不大,且這種影響可逆。
　　4)建立了粉末狀催化劑的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相吻合,能夠指導(dǎo)粉末狀催化劑的設(shè)計(jì)運(yùn)行。
　　5)對(duì)5％V2O5/87％Al2O3-10％TiO2-3％ZrO2催化劑進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,得到實(shí)驗(yàn)條件下SCR反應(yīng)與NO為一級(jí)反應(yīng),SCR反應(yīng)遵循Elay-Rideal機(jī)理,即強(qiáng)烈吸附在催化劑活性中心位上的NH3與氣態(tài)或微弱吸附的NO之間的反應(yīng),該反應(yīng)的活化能Ea=17287.3J/mol,指前因子A=0