揮發(fā)性有機(jī)污染物催化燃燒整體催化劑的研究.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)污染物嚴(yán)重危害環(huán)境和人體健康，因此必須進(jìn)行處理。催化燃燒是一種清潔、高效的VOCs凈化方法。整體式催化劑結(jié)構(gòu)規(guī)整，具有床層壓降低、傳質(zhì)性好等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于工業(yè)上催化燃燒等要求高空速的場(chǎng)合。作為貴金屬燃燒催化劑的替代品，Cu-Mn復(fù)合氧化物是一類最有希望的VOCs燃燒凈化非貴金屬催化劑。因此，本文以堇青石蜂窩陶瓷整體載體為基體，以γ-Al2O3為涂層材料，以Cu-Mn-Ag復(fù)合氧化物為活性組分，制備了一系列整體式催化劑，并從以

2、下幾方面進(jìn)行了研究： 涂層漿液及其在整體載體上涂覆的研究。結(jié)果表明，pH=2.5時(shí)漿液在室溫條件下能保持良好的流動(dòng)性且不會(huì)發(fā)生沉降，40～50 wt.％的漿液固含量有利于提高涂層的負(fù)載量。通過(guò)提高溫度來(lái)降低粘度對(duì)涂層負(fù)載量沒(méi)有顯著影響。在pH=2.5、固含量為40～50 wt.％時(shí)，室溫下通過(guò)二次涂覆可以達(dá)到14～19 wt.％的涂層負(fù)載量 Cu-Mn-Ag復(fù)合氧化物催化劑的研究。結(jié)果表明，當(dāng)Ag/Cu/Mn摩爾比等于

3、13.8/43.1/43.1、活性相總負(fù)載量等于21.2 wt.％，活性涂層負(fù)載量等于14.7 wt.％時(shí)，催化劑對(duì)甲苯的燃燒活性最好。本論文制備的整體式催化劑能夠承受很高的反應(yīng)空速且在較寬的空燃比范圍內(nèi)保持良好的甲苯燃燒活性，在持續(xù)高溫反應(yīng)10 h后催化劑活性未見(jiàn)下降。 優(yōu)化了整體催化劑的制備工藝條件，建立了關(guān)于干燥和焙燒過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明，建立的兩個(gè)數(shù)學(xué)模型可以有效地用于模擬催化劑制備條件對(duì)甲苯起燃溫度和完全轉(zhuǎn)化溫度的

4、影響。無(wú)論是對(duì)起燃溫度還是完全轉(zhuǎn)化溫度，焙燒過(guò)程的影響均最顯著?；貧w系數(shù)顯著性分析表明，焙燒溫度所做的貢獻(xiàn)最大，然后依次是焙燒時(shí)間和干燥溫度。干燥前將催化劑在室溫下靜置過(guò)夜能有效防止活性相發(fā)生遷移，從而使得干燥溫度對(duì)催化劑活性沒(méi)有顯著影響。催化劑最佳制備條件為：干燥溫度120℃左右、焙燒溫度450℃左右、焙燒時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，2～3h即可 研究了最佳催化劑對(duì)多種VOCs催化燃燒活性。結(jié)果顯示，在所考察條件下，本論文制備的催化劑對(duì)多種