用于處理多組分污染物工業(yè)廢氣催化劑的研究.pdf

1、污染問題是近些年來人們一直持續(xù)關(guān)注的焦點問題，本課題的研究重點是丙烯腈廠吸收塔尾氣的處理，目前工業(yè)上主要的處理方法有尾氣焚燒(AOGI)和催化氧化(AOGC)兩種方法。本文針對丙烯腈廠吸收塔尾氣的處理采用了一種新的處理方法，即“分步式一體化”的尾氣處理方案，具體來說就是在一個反應(yīng)器內(nèi)利用尾氣中每種污染物成分自身的理化性質(zhì)同時結(jié)合催化反應(yīng)原理，使用多層具有針對性的催化劑實現(xiàn)尾氣分步處理的凈化方法。
　　丙烯腈廠吸收塔尾氣中主要成分有

2、丙烯、丙烷和乙烷等烴類物質(zhì)，丙烯腈和乙腈等含氰基物質(zhì)，還有一定量的氮氧化物，本課題采用的尾氣處理方案如下:吸收塔尾氣首先通過第一層脫硝催化劑，利用尾氣中的丙烯丙烷作為還原劑將氮氧化物選擇性還原為氮氣，然后通過第二層脫丙烯腈催化劑，將丙烯腈選擇性轉(zhuǎn)化為氮氣，最后通過第三層氧化性催化劑，將剩余的烴類物質(zhì)完全氧化為二氧化碳和水。
　　本文的第三章主要是對第一層脫硝催化劑進行了實驗研究和理論探索，本章首先以Ag-Al2O3為對比催化劑，分

3、別考察了不同催化劑載體包括ZrO2、TiO2、ZSM-5、Beta、SBA-15等對催化活性的影響，以及不同活性組分包括Pt、Cu、Ag、Co、Mn等對催化活性的影響，篩選出Ag-Al2O3為最佳催化劑，然后對活性組分的負載量以及催化劑的制備方法進行了考察，發(fā)現(xiàn)采用等體積浸漬法制備的負載量為4％的Ag-Al2O3催化劑具有優(yōu)越的催化活性，最后對催化劑所使用的催化條件進行了探索，包括氧濃度、空速、還原劑的量、催化劑的使用量、裝填方式以及催

4、化劑的分層進行了深入的探究。
　　本文第四章主要是對第二層脫丙烯腈催化劑的篩選進行了實驗探索，實驗內(nèi)容包括對催化劑載體、催化劑活性組分等進行了篩選，實驗表明負載量為5％的Cu-ZSM-5分子篩催化劑在脫丙烯腈方面活性較高，不僅丙烯腈轉(zhuǎn)化率高，而且氮氣的選擇性好，幾乎沒有副產(chǎn)物的生成，然后對催化劑反應(yīng)條件進行了摸索，考察了實際生產(chǎn)中空速和氧濃度變化對催化活性的影響，最后對該催化劑進行了表征，包括XRD、H2-TPR、XPS等，通過以

5、上表征技術(shù)可以對催化劑的催化反應(yīng)原理有一定的理解。
　　本文第五章對第三層烴類物質(zhì)的完全氧化反應(yīng)進行了實驗探究，貴金屬雖然價格昂貴但由于其氧化性強，活性高，可再生等優(yōu)點，一直以來受到人們的青睞，本課題采用的是鈀基催化劑，將最不容易脫除的乙烷氣體作為尾氣處理的研究對象，分別探討了鈀金屬的負載量，以及催化劑載體和添加第二金屬對氧化活性的影響，最終優(yōu)選負載量為0.05％的Pd-Al2O3催化劑，實驗證明添加第二種金屬并沒有提高乙烷的轉(zhuǎn)化