2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
已閱讀1頁,還剩122頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、氮氧化物是人類活動排放到大氣環(huán)境中的常見污染物,其中所占比例最大的是NOx(x=1,2)。大氣中高濃度的NOx對人的呼吸系統(tǒng)有強烈的刺激作用,此外NO與血液中血紅蛋白親和力較強,從而使血液輸氧能力下降。NO還可通過光化學(xué)氧化作用轉(zhuǎn)化為NO2,繼而形成硝酸和亞硝酸,是酸雨的主要貢獻者并引發(fā)一系列的環(huán)境問題。此外,NOx和烴類化合物在陽光作用下,極易生成光化學(xué)煙霧等具有較強毒性的二次污染物。
  大氣中的NOx污染主要來源于生產(chǎn)生活中

2、所使用的煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是影響我國大氣環(huán)境質(zhì)量的主要因素。NH3選擇性催化還原NOx(NH3-SCR)技術(shù)目前國際上行之有效的、應(yīng)用最廣的燃煤電廠和汽車尾氣的煙氣脫硝技術(shù)。與發(fā)達國家相比,我國對NOx污染治理起步較晚,NOx污染控制技術(shù)也相對比較落后,還有很多問題急需解決。
  國內(nèi)應(yīng)用于燃煤電廠尾氣脫硝的商用催化劑V2O5-WO3(MoO3)/TiO2有高效廉價和抗硫性能好的特點,但其在操作溫

3、度高于350℃時才具有較高活性,一方面催化劑的低溫活性有待提高,另一方面由于長時間暴露在高溫環(huán)境中容易引起催化劑活性位燒結(jié),和具有生理毒性的釩物種容易揮發(fā),因此需要研究和開發(fā)活性溫度窗口寬,環(huán)境友好的新型固定源脫硝催化劑,并且同時需要催化劑具備良好的抗硫性能。
  柴油發(fā)動機尾氣脫硝催化劑的研發(fā)起步較晚,V2O5/TiO2基催化劑曾被應(yīng)用于歐Ⅳ、歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動機。隨著更加嚴格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的出臺,為了達到更好的顆粒物(PM)凈化效

4、果,柴油發(fā)動機必須加裝微粒捕集器(DPF)。而DPF再生時溫度會達到700℃以上,因此對催化劑的熱穩(wěn)定性提出了很高的要求,限制了V2O5/TiO2基催化劑在柴油發(fā)動機尾氣處理中的應(yīng)用。因此,開發(fā)適用于新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動機尾氣脫硝的催化劑已迫在眉睫。
  錳基催化劑由于NH3-SCR反應(yīng)中具有很高的催化活性,在國內(nèi)外得到了廣泛而深入的研究。錳有七個價電子,相對其它過渡金屬具有更多可變價態(tài),且在較低溫度下各氧化態(tài)之間易轉(zhuǎn)換,從而導(dǎo)

5、致它對NH3-SCR反應(yīng)有較強的低溫催化活性。但錳基催化劑高溫活性較低,NO轉(zhuǎn)化率在大于350℃時顯著下降。
  本文著眼于對錳基催化劑的修飾和改性,使之適合于固定源和移動源尾氣脫硝中的應(yīng)用,旨在開發(fā)出具有活性溫度窗口寬,抗硫性能好,并且環(huán)境友好的固定源脫硝催化劑,和水熱穩(wěn)定性高,活性溫度窗口寬,并且環(huán)境友好的移動源脫硝催化劑。解決目前商用V2O5-WO3/TiO2催化劑活性溫度窗口窄,高溫易失活,對環(huán)境不友好等問題,為NH3-S

6、CR工藝應(yīng)用的進一步優(yōu)化打下堅實的研究基礎(chǔ)。論文的具體內(nèi)容如下:
  一、MnOx-CeO2-WO3-ZrO2催化劑
  以共沉淀法方法制備了MnOx-CeO2-WO3-ZrO2催化劑,標(biāo)記為MaCbWcZd-x,其中a、b、c、d分別表示投料中MnO2、CeO2、 WO3、 ZrO2的質(zhì)量百分含量,x表示樣品在空氣中焙燒的溫度(℃),x的取值為500、600、700或800??疾炝吮簾郎囟群脱趸?、氧化錳含量對其NH3-S

7、CR反應(yīng)性能的影響。摻雜5、10、15wt%氧化鈰的催化劑活性基本相當(dāng),相比未摻氧化鈰的催化劑,低溫活性明顯提高,高溫活性不變,從而導(dǎo)致活性溫度窗口變寬。隨著氧化錳摻雜量從5wt%提高到25wt%,催化劑低溫活性先提高后下降,活性溫度窗口寬度先增大后減小。當(dāng)氧化錳含量為20%時,同時具有最好的低溫活性和最寬的活性溫度窗口,T50為82℃,活性溫度窗口約為250℃。焙燒溫度(500、600、700和800℃)對催化劑的NH3-SCR活性有

8、很大影響。隨著焙燒溫度的升高,M20C10W10Z60-x催化劑的低溫活性下降,XPS、NH3-TPD和正丁胺滴定數(shù)據(jù)表明下降原因與表面活性氧(Oα)含量,酸性中心數(shù)目減少有關(guān);催化劑的高溫活性先升高后下降,與最易釋放氧含量先減小后增大的趨勢相反。活性溫度窗口的寬度是受催化劑低溫活性和高溫活性綜合影響的結(jié)果。在有2.5vol% H2O存在的情況下,M20C10W10Z60-700催化劑具有良好的低溫活性,和最好的高溫活性,導(dǎo)致其具有最寬

9、的活性溫度窗口。在空速為90000h-1的條件下,該催化劑的T50約為190℃,且在217-430℃范圍內(nèi),NO轉(zhuǎn)化率可達80-100%,具有應(yīng)用于柴油機尾氣排放控制的潛力。
  二、硫酸根修飾的MnOx-CeO2-WO3-ZrO2催化劑
  對上一章中的MnOx-CeO2-WO3-ZrO2催化劑進行了硫酸根修飾,標(biāo)記為S-MCWZx,其中x表示樣品在空氣中焙燒的溫度(℃),x的取值為500、600、700或800??疾炝吮?/p>

10、燒溫度對干煙氣NH3-SCR活性的影響。在干煙氣反應(yīng)條件下,S-MCWZ500相對于其他溫度焙燒的催化劑,高溫活性得到明顯的提高,同時結(jié)合較好的低溫活性導(dǎo)致了S-MCWZ500具有最寬的活性溫度窗口,在236-466℃的范圍內(nèi)保持了80%以上的NO轉(zhuǎn)化率。低溫活性變差原因可能硫酸根覆蓋了表面活性位,以及Oα含量的下降。在含硫濕煙氣氣氛中,硫酸根修飾后的S-MCWZ500催化劑比未修飾的催化劑具有更好的高溫活性和更寬的反應(yīng)溫度操作窗口,因

11、此硫酸根修飾能夠提高催化劑的抗?jié)窨沽蛐阅?。不論在干煙氣還是含硫濕煙氣下,硫酸根修飾后的催化劑高溫活性都得到提高,證明硫酸根修飾能夠抑制NH3的非選擇性氧化,提高高溫下NO的轉(zhuǎn)化率。在2.5vol% H2O和100ppm SO2同時存在,空速為90000h-1的條件下,S-MCWZ500催化劑在308-500℃的范圍內(nèi)NO轉(zhuǎn)化率大于80%,具有應(yīng)用于固定源氮氧化物消除的潛力。
  三、ZSM-11負載MnOx-CeO2催化劑

12、  以水熱法合成了Si/Al為15的HZSM-11沸石,通過浸漬法制備了負載型MnOx-CeO2催化劑,記為MxCy/ZSM-11,其中x表示催化劑中Mn的質(zhì)量含量,y表示催化劑中Ce的質(zhì)量含量。當(dāng)Mn含量固定時,催化劑的低溫活性隨Ce含量的提高先提高后保持不變,高溫活性隨著Ce含量的提高而略有下降。當(dāng)Ce含量固定時,催化劑的低溫活性隨著Mn含量的提高先上升后下降,高溫活性隨著Mn摻雜量的提高而下降。M8C4/ZSM-11具有最高的低溫

13、活性和最寬的活性溫度窗口,T50約為120℃,在146-388℃范圍內(nèi)NO轉(zhuǎn)化率為80-100%,活性溫度窗口寬度為約240℃。與相同Mn、Ce負載量的ZSM-5催化劑比較后,發(fā)現(xiàn)M8C4/ZSM-5的酸中心數(shù)目和表面的Mn、Ce離子濃度均大于M8C4/ZSM-11,解釋了在“干煙氣”反應(yīng)條件下,M8C4/ZSM-5比M8C4/ZSM-11有更好的SCR活性。在H2O和SO2同時存在時,M8C4/ZSM-11的直孔道結(jié)構(gòu)可能是其低溫活性

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論