基于鋼渣的SCR脫硝催化劑的性能研究.pdf

1、國內(nèi)主流的釩基SCR脫硝催化劑價格昂貴且二次污染嚴重，目前尚未有大規(guī)模替代其應用的商用技術；鋼渣作為廢料資源，產(chǎn)量巨大且回收利用程度不高，但其本身含有脫硝催化劑所需的多種活性元素。因此，為了尋求一類廉價易得且性能優(yōu)異的SCR脫硝催化劑，本文提出了一套以鋼渣為原料的簡單易行的制備工藝。通過設計正交實驗和固定床活性實驗考察了制備條件對催化劑活性的影響；利用量子化學計算結果提出了改進催化劑性能的方法；并結合表征測試結果綜合評價了催化劑的活性、

2、抗硫中毒性以及穩(wěn)定性，對個中機理進行了詳細分析。
　　量子化學計算以鋼渣中含量最高的活性元素Fe和待考察的助劑元素M所形成的Fe-M結構為計算模型，通過計算基態(tài)激發(fā)后模型中鍵長和吸附能的變化考察助劑元素對模型活性和抗硫毒性的影響。計算結果表明，只有W和Sb助劑元素在不影響活性的情況下能提高抗硫毒性。
　　制備過程分為對鋼渣的處理和負載 W元素兩個階段，考察了不同制備條件對催化劑活性影響的程度。研究結果表明，對鋼渣進行處理的制

3、備過程中，制備條件按對活性影響程度由大到小排序是顆粒直徑、硫酸濃度、焙燒溫度、焙燒時間；在負載 W的制備過程中，此排序為鎢酸鈉濃度、焙燒時長、顆粒直徑、焙燒溫度。
　　在活性方面，考察了最佳制備條件下所得催化劑的脫硝性能，并根據(jù)對樣品孔結構及表面酸位數(shù)量的測試結果分析了活性變化機理。研究結果表明，負載適量的W有助于活性的提高，在負載比為W-10Fe時，樣品W-10Fe OPT的平均脫硝率為81.3%；反應溫度為200℃-220℃時

4、脫硝率達最高93.0%；有效反應溫度區(qū)間為120℃-300℃。負載W后活性增強的主要原因是酸位數(shù)量的增多。
　　在抗硫毒性方面，考察了W-10Fe OPT樣品在無SO2無H2O、僅有SO2以及SO2與H2O共存這三種工況下活性變化情況，并根據(jù)對通氣后樣品的孔結構及表面 Fe價態(tài)的測試結果分析了抗硫毒性機理。研究結果表明，樣品在前兩者氛圍下抗硫毒性很強，在 SO2與H2O共存時抗硫毒性有所下降?？沽蚨拘越档偷闹饕蚴橇蛩徜@鹽的沉積