Co3O4-MPS催化氧化NO性能研究.pdf

1、NOx是大氣中的污染物之一,主要來源于化石燃料的燃燒,燃燒煙氣中90％~95%為NO。NO除生成絡(luò)合物外,無論在水中或堿液中都不被吸收。為了有效地吸收NOx,需將NO部分氧化為NO2。O3、KMnO4等強(qiáng)氧化劑氧化NO成本過高,難以工業(yè)應(yīng)用。因此,NO的催化氧化成為研究熱點(diǎn)。在催化劑的作用下,依賴煙氣本身含氧量先將50%~60%的NO氧化為NO2(此時(shí)NOx有最高的吸收速率和效率),再用濕法脫硫的吸收劑(如石灰、NaOH、Na2CO3和

2、氨水等)吸收,可取得濕法同時(shí)脫硫脫氮的最佳效果。因此,尋求在較低溫度下實(shí)現(xiàn)50%~60%氧化度,同時(shí)又具有抗SO2、H2O毒化性能的NO氧化催化劑成為該技術(shù)的關(guān)鍵。
　　重點(diǎn)研制了鈷基催化劑,通過篩選活性組分和優(yōu)化制備條件,研制出新型介孔二氧化硅負(fù)載四氧化三鈷催化劑Co3O4/MPS應(yīng)用于NO的催化氧化,同時(shí)考察了該催化劑在SO2、H2O存在時(shí)的氧化活性,并在此基礎(chǔ)上對(duì)催化劑添加助劑和預(yù)處理以進(jìn)一步提高其低溫活性和抗SO2、H2O

3、毒化性能。結(jié)果表明:負(fù)載25%Co3O4在300℃下焙燒制備的Co3O4/MPS催化劑具有良好的氧化活性和穩(wěn)定性。在NO體積分?jǐn)?shù)500′10-6、O2體積分?jǐn)?shù)10%、空速12000 h-1的條件下,250℃時(shí)NO轉(zhuǎn)化率可達(dá)50%~60%,300℃轉(zhuǎn)化率達(dá)到82%,接近熱力學(xué)平衡值。通入10%H2O后,Co3O4/MPS的氧化活性下降較大,但在300℃停止通H2O后,Co3O4/MPS的氧化活性可以完全恢復(fù),說明由H2O引起的催化劑失活是

4、可逆的。當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為150′10-6的SO2單獨(dú)存在和SO2、H2O同時(shí)存在時(shí),催化劑的活性組分Co3O4被硫酸化為活性較低的CoSO4,使Co3O4/MPS嚴(yán)重中毒,停止通SO2和H2O后,催化劑的氧化活性不能完全恢復(fù)。催化劑在反應(yīng)溫度下對(duì)SO2的氧化能力決定了其抗SO2毒化性能,H2O的存在還可能影響催化劑的酸性進(jìn)而影響氧化活性。因此,在保證一定氧化活性基礎(chǔ)上,如何調(diào)控催化劑的酸性,抑制SO2的氧化,是改善催化劑抗SO2、H2O毒化