粘土蜂窝状催化剂的制备及其脱硝性能评价

摘要

我国的能源结构特点决定在今后几十年内我国依然是以煤炭作为主要能源。随着我国工业化进程的高速发展,煤炭燃烧释放出来的氮氧化物(NOX)也越来越多,而NOX则是引起酸雨、光化学烟雾等环境污染的主要空气污染物之一。随着人们环保意识的提高,NOX的排放问题越来越受到人们的关注。
　　现有的烟气脱硝技术很多,但在现有的众多脱硝技术中,选择性催化还原(SCR)技术最为成熟,据统计95％的电厂锅炉烟气都采用此方法进行脱硝。在SCR技术中催化剂成本所占比例约占35%-65%,而催化剂成分中钒钨钛氧化物的比例占到80%左右,并主要为进口原料,这使得催化剂成本居高不下。因此,如何替换或降低脱硝催化剂中钒钨钛氧化物的含量是目前脱硝催化剂研究的热点课题之一。
　　本文首先考察不同的粘土载体,从中筛选出较合适的粘土载体作为蜂窝状催化剂成型的基本粉体原料,并对粘土成型工艺进行了大量优化工作,考察了不同粘结剂及粘结剂含量对粘土蜂窝的成型效果的影响,考察了水粉比、造孔剂含量、干燥工艺以及焙烧工艺等对粘土蜂窝成型工艺的影响。其次将粘土成型工艺应用于蜂窝状催化剂,通过XRD、BET等手段对蜂窝状催化剂进行微观结构表征,考察了活性组分的添加量、焙烧温度、载钒量及气速等对蜂窝状催化剂催化活性的影响。结果表明:以粘土A为载体制备的蜂窝状催化剂具有较高的脱硝活性,其中以偏钒酸铵为前躯体制备的2%V2O5-5%WO3/30%TiO2-粘土蜂窝状催化剂的脱硝率可达到90%以上,反应温度窗口为250~500℃,且具有较好的抗硫抗水性能。

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第1章 绪 论

1.1 NOx的来源及危害

1.2 NOx生成机理及我国的控制政策

1.3 NOx的主要控制技术

1.4 SCR的研究进展

1.5 SCR脱硝催化剂载体的研究

1.6 催化剂成型工艺研究进展

1.7 本课题的研究目的及研究内容

第2章 粘土原料的物性分析

2.1 粘土原料的用途

2.2 粘土原料的性能表征

2.3温度对粘土原料物性的影响

2.4 小结

第3章 粘土挤压成型工艺探索及参数优化

3.1 实验材料及设备

3.2 粘土蜂窝挤压成型工艺

3.3助剂种类及含量确定

3.4 成型工艺参数对成型的影响

3.5 小结

第4章 蜂窝状催化剂的制备及其脱硝性能评价

4.1 实验材料及设备

4.2 催化剂活性组分粉体的制备

4.3 粘土载体蜂窝状催化剂成型

4.4 催化剂活性评价

4.5 蜂窝状催化剂的催化性能考察及优化

4.6 蜂窝状催化剂的表征

4.7 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2展望

参考文献

致谢