SCR多元催化劑脫硝性能試驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟飛速發(fā)展，中國電力工業(yè)產(chǎn)生的NO<,x>污染不斷加劇，控制氮氧化物的排放已經(jīng)成為電力環(huán)保行業(yè)的重點。 本課題采用氨法選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，以自制納米級V<,2>O<,5>/TiO<,2>基催化劑為研究對象，研究催化劑組成和操作條件對催化劑活性的影響。結(jié)合BET、XRD等表面分析手段考察了納米級銳鈦型FiO<,2>為載體多元V2O<,5>-WO<,3>(MoO<,3>、CeO<,2>)/TiO<,2>脫硝催化

2、劑，研究和討論了反應(yīng)溫度、NH<,3>/NO比、空速比等工藝參數(shù)對其脫硝(De-NO<,x>)性能的影響以及不同助催化劑情況下對NO、N<,2>O和N<,2>O轉(zhuǎn)化的影響，總結(jié)并比較催化劑的適用范圍和條件。試驗中發(fā)現(xiàn)分別含有助金屬氧化物WO<,3>、MoO<,3>和CeO<,2>的催化劑對脫氮性能影響不同，MoO<,3>較WO<,3>、CeO<,2>對NO、NO<,2>脫除效果更明顯，但其生成的N<,2>O也高于后者；不混合其它族系金屬

3、氧化物CeO<,2>催化劑的低溫效應(yīng)不明顯。但其選擇性好，生成N<,2>O的量少于WO<,3>和MoO<,3>。在W、Mo共混的四元催化劑中，當四元催化劑中W/Mo=1/2時，能獲得較好的催化效果，同時使得催化反應(yīng)的溫度窗口變寬，但就其商業(yè)價值來說，在要求DeNO<,x>效率不是很高的地方，性價比遜于三元催化劑。 在忽略外擴散的影響下，本文采用Eley-Ridea機理的一級動力學模型，根據(jù)反應(yīng)條件適當簡化，建立反應(yīng)動力學模型，

4、對試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析。通過編制的Matlab程序，計算求出催化劑的本征反應(yīng)活化能和指前因子，并對比其它參考文獻的活化能進行分析。催化劑中3﹪WO<,3>-6.7﹪MoO<,3>-V<,2>O<,5>/TiO<,2>的反應(yīng)活化能最小，說明3﹪Wo<,3>-6.7﹪MoO<,3>-V<,2>O<,5>/IiO<,2>反應(yīng)溫度的窗口范圍較寬，同溫度下，反應(yīng)速率變化較快。 引入計算流體力學(CFD)Fluent軟件，結(jié)合工業(yè)上運用較

5、為廣泛的蜂窩狀、波紋狀、斜板狀催化劑結(jié)構(gòu)和試驗數(shù)據(jù)分析得出的化學動力學參數(shù)，在試驗臺基礎(chǔ)上模擬了不同結(jié)構(gòu)催化劑的流場，并對幾種不同結(jié)構(gòu)催化劑阻力進行分析對比。從流體力學角度考慮，波紋板和斜板能降低煙氣對催化劑的沖刷；而從表面積灰的角度考慮，蜂窩狀催化劑比較好，不會有溝流。波紋狀的催化劑容易積灰，且斜角的緩坡容易形成橋連；此外，在此基礎(chǔ)上還模擬了四種催化劑在反應(yīng)器中DeNO。效率。模擬過程發(fā)現(xiàn)高空速比下催化劑的外擴散現(xiàn)象不明顯，但內(nèi)擴散不