锰铈基低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂其研究.pdf

南开大学博士学位论文锰铈基低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的研究姓名:刘亭申请学位级别:博士专业:环境科学与工程;环境工程指导教师:沈伯雄 201105 摘要摘要以NH3为还原剂的低温选择性催化还原(Sdective Catalytic Roduction, SCR)烟气脱硝技术以其良好的经济性和工业应用前景而成为烟气脱硝领域研究的热点。本论文以此为背景,对M],, --Ce()2/ACF等锰铈基低温NOx-SCR催化剂进行了系统的研究。。对于MnOx/,系统研究了MnOx的负载量, 摩尔比值,以及MnOx/。M_nOx()/ (550)展现出最好的低温NI-,反应温度为 140℃时其对NOx的转化率已达100%。而且MnOx/。对MnOx/-,确定反应的反应级数及表观活化能。对MnO#Ce02-Zr02的载体的制备方法研究表明,相比于共沉淀法(CP)和直接燃烧法(CB),以柠檬酸法制备的Ce02-ZrO:(CA)为载体的MnOx/Ce02一ZrCh (CA)催化剂展现出最佳的低温NH3的NOx-SCR脱硝活性和抗S02性能。XRD, XPS,-13-TPD等分析手段研究表明,较大的比表面积,较小的晶体尺寸,较高的表面吸附氧浓度,以及MnOx的良好分散性是 MnOdCe(<h(CA)具有良好的脱硝活性的原因。,以过渡金属Fe进行改性有利于促进其低温NH3的NO。.SCR脱硝活性。在Fe-, Fe().(FCri摩尔比=)的脱硝活性为最高,在反应温度为180℃时,%。BET,."rPD分析表明,Fe--Ce()2/Ti02的较高的脱硝活性归于其较高的比表面积,以及对NI-13和NO吸附能力的增强。此外,,并且 Fe-。所研究 Fe-()2/Ti02催化剂的抗S02性能由低到高依次为 Fe()-MnOx·Ce()2/Ti02<Fe()-MnOx—Ce02/Ti02<Ve( 5)-MnO,一Ce<)2/Ti02。摘要 。.Ce02/Ti02-,在较低反应温度下(<160。C)其脱硝活性较差,NO转化率低于60%:随着反应温度的进一步升高(>200℃),其脱硝活性明显提高,220"C的NO转化率接近100%。以HN03预氧化的ACF为载体制得MnO;.Ce02/ACF。研究了活性成分()负载量、煅烧温度、以及一系列操作参数(NH3初始浓度、NO 初始浓度、02含量)对NO脱除效率的影响。研究表明,经400"C煅烧、Mn/(Mn+Ce) 。().Ce02/ACF(400)在80.-一150"C低温范围具有最高的催化活性。并且优化后的反应条件为NO初始浓度为600ppm,NH3/,02 %。对MnOx-Ce02/ACF的sch中毒机理研究表明,在SCh存在下,催化剂的失活归因于两个方面:一是S02与反应气体(NH3和02)发生反应生成的铵盐类物质,覆盖催化剂表面使得催化剂脱硝活性降低;二是S02与催化剂中的活性成分(如MnO。和Ce02)反应生成的金属硫酸盐及亚硫酸盐,导致催化剂失活。以过渡金属Fe,02/ACF的改性研究表明,以Cu和V ;Fe改性 ,但较长时间仍然失活。关键词:低温选择性催化还原(SCR),艾)2-Zr02,()2/Ti02, MnOx-Ce02/Ti02-PILC,MnOx-Ce02/ACF Abstract Abstract Thelow-temperature selectivecatalyticreduc