Ti、Al基SCR催化劑及其脫硝性能研究.pdf

1、本文對部分鈦基釩系催化劑和Ag/A1<,2>O<,3>催化劑的制備工藝及其活性組分變化、反應過程系統(tǒng)參數(shù)變化等對NO的脫除性能的影響進行了理論和試驗研究。 研究了鈦基釩系和A∥A1203催化劑的制備方法及制備過程中重要參數(shù)的控制范圍。采用平均粒度為25目的不規(guī)則顆粒狀瑾青石載體研究了涂層法制備整體型催化劑時催化劑負載量與浸泡時間、浸泡液濃度、浸泡液溫度的關系,應用單位表面積載體的負載量,可以將試驗結果外推到已知表面積的任何形狀成

2、型載體。 對采用混合法制備的不同成分比例的V<,2>O<,5>/TiO<,2>、V<,2>O<,5>-WO<,3>/TiO<,2>、V<,2>O<,5>-WO<,3>-MoO<,3>/TiO<,2>催化劑及采用浸漬法制備的Ag/Al<,2>O<,3>催化劑樣品,通過靜態(tài)氮物理化學吸附法、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、透射電鏡和X一射線衍射技術與機理性積分反應器上對各種催化劑的活性評價試驗相結合,分析研究了催化劑中活性組分和助劑的含量變化

3、對催化劑活性的影響,結果發(fā)現(xiàn)V<,2>O<,5>、MoO<,3>、Ag在載體中的負載量存在最佳范圍。 對不同催化劑抵抗SO<,2>氧化的性能進行了試驗研究。鈦基釩系催化劑對SO<,2>氧化作用的抵抗能力與催化劑的組分及含量密切相關。V<,2>O<,5>/TiO<,2>催化劑的抗硫性較差,且V<,2>O<,5>含量越高,抗硫性越差。添加了WO<,3>的V<,2>O<,5>-WO<,3>/TiO<,2>催化劑的抗硫性能得到了一定的提

4、高,而V<,2>O<,5>-WO<,3>-MoO<,3>/TiO<,2>催化劑的抗硫性能則明顯優(yōu)于前兩種催化劑。 H<,2>O蒸汽會導致兩種催化劑活性的降低,10[％]的水蒸氣含量將使兩種催化劑上NO的轉化率基本上都下降了20[％]左右。但是水蒸氣對Ag/Al<,2>O<,3>催化劑的影響在高溫區(qū)域明顯要輕于低溫區(qū)域。 研究了反應溫度、空速值、還原劑與NO的摩爾比、氧濃度、NO初始濃度等因素對V<,2>O<,5>-WO<

5、,3>-MoO<,3>/TiO<,2>催化劑活性的影響。該催化劑最佳活性點溫度(指NO轉化率最大時所對應的反應溫度)約為370℃,Ag/Al<,2>O<,3>催化劑最佳活性點溫度為470℃左右。對于兩類催化劑來說,隨空速值的減小、摩爾比、氧含量,NO初始濃度的增加,NO轉化率均呈增加趨勢。 研究了V<,2>O<,5>-WO<,3>-MoO<,3>/TiO<,2>催化劑上NH<,3>還原NO反應的動力學特性,計算出反應活化能為58

6、166J/mol,指前因子為103508l s<'-1>。通過對V<,2>O<,5>-WO<,3>-MoO<,3>/TiO<,2>催化劑上反應氣體的擴散研究,得到了催化劑內反應物NO的濃度分布方程,和內外擴散有效因子的計算公式,導出了催化劑宏觀反應速率方程。內擴散有效因子僅為反應溫度的函數(shù),外擴散有效因子也是溫度的函數(shù),但其與流體質量速度有關。針對自制的實驗室SCR反應裝置,建立了反應器內溫度分布、濃度分布及反應體積計算以及催化劑內部沿