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现阶段大型煤站锅炉的低负荷正常运行以及设备启停等阶段以及化工、石油、钢铁、水泥与陶瓷等行业的具有明显烟气排放低的特点的工业锅炉中,由于烟气排放温度低致使部分SCR技术的锅炉很难正常工作,故我们亟需研究和开发高效的低温烟气脱硝技术。基于此,本研究课题提出改性TiO2催化剂催化分解H2O2蒸汽氧化脱除NOx的技术。该技术的一个核心出发点就是脱硝催化剂的选择。
在此基础上,本研究使用共沉淀方法成功制备了不同负载量的Mo/TiO2催化剂。和纯TiO2催化剂进行对比,在较低温度段(80~160℃)下考察了Mo改性催化剂对H2O2催化氧化性能的影响,并筛选出最高效的2%Mo/TiO2催化剂。此外,在模拟烟气中研究了工况条件(H2O2/NO摩尔比、空速、SO2浓度)对催化剂催化活性的影响。为了更好的研究催化剂的物理化学性质,同时也进行了相应的表征实验。表征分析结果显示,Mo颗粒很好的分散到TiO2催化剂的表面,同时Mo的负载能改变催化剂晶体结构,增加催化剂表面化学吸附氧的数量,促进H2O2活化分解成羟基自由基(·OH),促进NOX的深度氧化和脱除。同时,针对2%Mo/TiO2催化剂进行了抗硫稳定性实验,证明了24h内该催化剂优异的稳定性和抗硫性。
最后,为了进一步提高低温下NOX氧化脱除效率和其抗硫稳定性,在Mo/TiO2催化剂的基础上,使用Fe物种进行进一步的掺杂改性,考察活性组分比例对其氧化脱硝效率的影响,并且对掺杂改性后催化剂进行抗硫稳定性的分析。为了研究Fe颗粒的负载对催化剂晶体结构和化学性质的影响,对催化剂进行一系列的表征实验。研究了催化剂在不同操作工况下的反应效率变化。实验结果表明,最佳负载量的催化剂为1.5%Mo-0.5%Fe/TiO2。在24h的连续氧化脱硝测试中,总NOX脱除效率可以稳定在90%以上。表征结果表明少量Fe颗粒的负载会增加NO的氧化率。这主要是因为适当Fe颗粒的负载会进一步增加催化剂表面的缺陷,从而提升催化剂中氧空位的浓度,显著地提升了催化剂的催化氧化活性。
在此基础上,本研究使用共沉淀方法成功制备了不同负载量的Mo/TiO2催化剂。和纯TiO2催化剂进行对比,在较低温度段(80~160℃)下考察了Mo改性催化剂对H2O2催化氧化性能的影响,并筛选出最高效的2%Mo/TiO2催化剂。此外,在模拟烟气中研究了工况条件(H2O2/NO摩尔比、空速、SO2浓度)对催化剂催化活性的影响。为了更好的研究催化剂的物理化学性质,同时也进行了相应的表征实验。表征分析结果显示,Mo颗粒很好的分散到TiO2催化剂的表面,同时Mo的负载能改变催化剂晶体结构,增加催化剂表面化学吸附氧的数量,促进H2O2活化分解成羟基自由基(·OH),促进NOX的深度氧化和脱除。同时,针对2%Mo/TiO2催化剂进行了抗硫稳定性实验,证明了24h内该催化剂优异的稳定性和抗硫性。
最后,为了进一步提高低温下NOX氧化脱除效率和其抗硫稳定性,在Mo/TiO2催化剂的基础上,使用Fe物种进行进一步的掺杂改性,考察活性组分比例对其氧化脱硝效率的影响,并且对掺杂改性后催化剂进行抗硫稳定性的分析。为了研究Fe颗粒的负载对催化剂晶体结构和化学性质的影响,对催化剂进行一系列的表征实验。研究了催化剂在不同操作工况下的反应效率变化。实验结果表明,最佳负载量的催化剂为1.5%Mo-0.5%Fe/TiO2。在24h的连续氧化脱硝测试中,总NOX脱除效率可以稳定在90%以上。表征结果表明少量Fe颗粒的负载会增加NO的氧化率。这主要是因为适当Fe颗粒的负载会进一步增加催化剂表面的缺陷,从而提升催化剂中氧空位的浓度,显著地提升了催化剂的催化氧化活性。