含硫煙氣中Ce改性Zr-MnOx催化劑脫汞性能的研究.pdf

1、過(guò)渡金屬氧化物催化劑在燃煤煙氣脫汞方面表現(xiàn)出十分可觀的潛在應(yīng)用前景。但是其脫汞效率極易受到燃煤煙氣條件的影響，其中燃煤煙氣中存在的SO2對(duì)其影響尤為明顯。然而對(duì)于SO2在催化劑脫汞過(guò)程中的影響機(jī)制，現(xiàn)階段研究尚未有一個(gè)確切的解釋。因此，針對(duì)SO2在脫汞過(guò)程中的影響機(jī)制進(jìn)行研究，對(duì)于開(kāi)發(fā)新型高效的過(guò)渡金屬氧化物脫汞催化劑十分有必要。
　　本論文以Ce改性Zr-Mn為研究對(duì)象，對(duì)其Hg0吸附性能、Hg0催化氧化性能以及SO2對(duì)Ce0.

2、1-Zr-Mn脫汞性能的影響機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的研究。實(shí)驗(yàn)中采用共沉淀法制備了 Zr-Mn，并經(jīng)過(guò)等體積浸漬法制備了 Ce改性 Zr-Mn催化劑Ce0.1-Zr-Mn等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)將Ce0.1-Zr-Mn預(yù)吸附Hg0飽和將其Hg0吸附過(guò)程與Hg0催化氧化過(guò)程分開(kāi)，進(jìn)而分別研究了兩個(gè)過(guò)程中SO2的影響作用。并通過(guò)XRD、BET、H2-TPR、XPS、TGA等表征手段對(duì)催化劑的理化性質(zhì)進(jìn)行了表征，說(shuō)明了SO2在Ce0.1-Zr-Mn表面

3、的Hg0吸附過(guò)程與Hg0催化氧化過(guò)程中的影響機(jī)制。本實(shí)驗(yàn)對(duì)SO2在Ce0.1-Zr-Mn的Hg0吸附過(guò)程及Hg0催化氧化過(guò)程的影響機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并得到了相應(yīng)的結(jié)論。研究結(jié)果表明：
　　Zr-Mn經(jīng)過(guò)Ce的改性后，其Hg0吸附容量以及Hg0催化氧化效率有了明顯提升，尤其是Ce0.1-Zr-Mn。其Hg0吸附效率在初始的40小時(shí)左右保持了超過(guò)90%的吸附效率，之后在經(jīng)過(guò)將近95小時(shí)的測(cè)試后，逐漸下降至30%左右，其Hg0吸附容

4、量為1.22×10-1 mg/g；經(jīng)過(guò)Ce改性之后，Ce0.05-Zr-Mn以及Ce0.1-Zr-Mn表現(xiàn)出十分優(yōu)異的Hg0氧化活性，其Hg0氧化效率在100-250℃范圍內(nèi)保持在90%以上；表征結(jié)果表明，Ce的改性可以提高Zr-Mn的BET比表面積，降低活性成分的結(jié)晶度，催化劑的還原溫度降低，因此，催化劑的氧化還原活性有所提高。
　　對(duì)于SO2影響機(jī)制的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及表征結(jié)果表明：在Hg0的吸附過(guò)程中，SO2會(huì)毒化 Ce0.

5、1-Zr-Mn表面的吸附活性位點(diǎn)形成 Mn-SO42-，從而使Ce0.1-Zr-Mn失去Hg0吸附活性；在Hg0的催化氧化過(guò)程中，當(dāng)Ce0.1-Zr-Mn表面的活性位點(diǎn)完全被毒化形成 Mn-SO42-后，Hg0在 Ce0.1-Zr-Mn表面的催化氧化過(guò)程遵從Eley-Rideal機(jī)制，即SO2首先吸附在Ce0.1-Zr-Mn表面吸附，并與氣相中的O2反應(yīng)形成SO3，SO3作為新的反應(yīng)活性位點(diǎn)與Hg0以及O2反應(yīng)生成HgSO4，從而完成H