Mn-Co-Ba-Al-O催化氧化NO性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、煙氣中90%~95%的Nox為NO,若能在一種有效的催化劑作用下,將煙氣中部分NO氧化為NO2,使Nox的氧化度(NO2/Nox)提高到50%~60%間(此時對Nox的吸收將取得最大的效率),再用濕法脫硫的吸收劑(如石灰、NaOH、Na2CO3和氨水等)吸收,則能實現(xiàn)一步同時脫硫脫氮。該法最大的優(yōu)勢是不象選擇性催化還原法(SCR)處理Nox那樣消耗還原劑NH3,流程更簡單,設(shè)備投資更少,且不存在NH3泄漏而造成的二次污染問題。這一構(gòu)想目

2、前在工業(yè)上尚無實現(xiàn),若能有效解決NO的催化氧化問題,該法將是最具競爭力的硫氮同脫技術(shù)。
   催化劑的研究和制備是關(guān)鍵也是難點。經(jīng)過大量的實驗探索,本工作選定了用Mn/Co-Ba-Al-O催化劑催化氧化NO,并著重致力于以下研究:1)催化劑制備條件的優(yōu)化選擇;2)催化劑性能的測試;3)催化劑的表征;4)催化劑抗硫抗水性能的測試;5)催化氧化后Nox的吸收;6)對催化機理進行了初步探索。
   對催化劑的制備,研究了載體制

3、備方法的選擇,Co、Ba、Al各部分的配比,Mn的負載量,載體焙燒溫度,負載活性組分后催化劑的焙燒溫度等眾多因素對制作催化劑活性的影響。結(jié)果顯示采用并流法制備載體時比正加法和反加法效果均好,原因是由并流法制得的載體中γ-Al2O3結(jié)晶度最好,且不含BaCO3,表面積最大。在其它制備條件方面,載體中Al: Ba: Co=32: 2: 1(摩爾比),MnOx與載體的質(zhì)量比為20%等時,將取得最高的催化劑活性。
   考察了溫度、空速

4、、NO進口濃度和O2濃度等因素對催化劑活性的影響,結(jié)果顯示,NO轉(zhuǎn)化率隨溫度上升而增加,至300℃達到最大值,隨后由于熱力學平衡限制而降低;隨著NO進口濃度上升,NO轉(zhuǎn)化率略有下降;O2含量的適當增加能促進NO的轉(zhuǎn)化;空速增加,NO轉(zhuǎn)化率顯著降低。綜合來看,在NO體積分數(shù)500×10-6,O2體積分數(shù)10%,空速4000h-1時,225℃左右,出口Nox的氧化度達到50%~60%,將取得最大的吸收效率;300℃時,氧化度可達到83%左右

5、,接近熱力學平衡值。
   從催化劑的抗水抗硫?qū)嶒炛锌煽闯觯?00℃時,當通入體積分數(shù)為10%的水后,催化劑活性顯著降低,分析其原因是H2O分子的極性比NO更強,可競爭吸附在催化劑表面,造成NO活性位的減少。當通入體積分數(shù)為1×10-3SO2后,NO轉(zhuǎn)化率急劇降低,根據(jù)早期制硫酸的原理,推斷在反應(yīng)溫度下,發(fā)生了鉛室反應(yīng):NO2+SO2→SO3+NO,另外催化劑的主要成分Al2O3、BaO等均能被酸化形成硫酸鹽,而造成NO氧化效率

6、下降,催化劑失活。
   還采用了X射線衍射(XRD)、比表面積測試(BET)等手段對催化劑進行了表征,并對其催化氧化NO的機理進行了一定的研究。從吸收實驗來看,證明了在Nox氧化度為50%~60%時取得最大的吸收效率,未經(jīng)催化氧化的NO的吸收率極低。
   總之,本課題首次采用具有較大比表面積的Co-Ba-Al-O復(fù)合氧化物作為催化劑的載體,負載活性組分MnOx后制得催化劑,該催化劑在低溫時就表現(xiàn)出良好的活性,在實驗條

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