含Ca化合物对钒钛基SCR催化剂脱硝活性的影响
氮氧化物(NOx，硝)作为大气主要污染物之一，对人类健康、农业生产、自然生态环境等造成严重危害，国家从十一五即开始NOx减排工作。NOx主要来源于以煤炭为主的燃烧，约占排放总量的60％，近年来，生物质燃烧排放的NOx亦日趋增多。国内外实践表明，以NH3为还原剂、V2O5/TiO2为催化剂的选择性催化还原(SCR)脱硝技术的NOx脱除率和N2选择性较高，目前应用最广。V2O5/TiO2基催化剂通常操作于400℃左右以避免硫铵盐沉积而导致失活，因此催化剂床层通常置于除尘器之前，导致其在高温高灰条件下运行。由此看来，催化剂就会不可避免的一直处于粉尘的不断冲刷、堵塞以及化学腐蚀当中。众多数据表明，烟气中的碱金属、碱土金属、磷、砷等粉尘均可能致使催化剂发生中毒而失活。为了缓解催化剂中毒，提高催化性能和延长催化剂使用寿命，认识不同粉尘对催化剂中毒的机制十分必要。鉴于现阶段国内外对碱土金属中毒机制研究较少，尤其缺乏烟气中SO2、CO2和水汽等对碱土金属中毒影响的现状，本文以CaCl2、CaCO3和CaO为碱土金属化合物代表，在此方面进行了详细研究，同时对比了浸渍（标记为Imp）和固体扩散（标记为Dif)两种实验室中毒方法的差别，以期模拟催化剂实际运行条件下脱硝活性的变化情况。主要得出以下结论： 1.随着CaCl2/V摩尔比的增加，催化剂的脱硝活性呈下降趋势，因为CaCl2降低了催化剂中活性组分的V的氧化能力，钝化了表面B酸强度，减弱了氨吸附;相同时间内，中毒物粒径越小，中毒程度越深。 2.相同Ca/V条件下，中毒方法对催化剂的毒害程度为:扩散法＞浸渍法，不同中毒方法会造成催化剂表面的CaCl2分布程度产生差异，其中扩散中毒催化剂有比较明显的团聚。 3.Ca/V相同的条件下，三组分对催化剂的毒化程度为:CaCl2＞ CaCO3＞CaO，三种组分(CaCl2、CaCO3和CaO)都钝化了催化剂表面的B酸强度，但Cl-会与V相互作用致使活性组分流失破坏。 4.CO2和SO2均可以通过提高表面B酸强度和增加催化剂表面活性氧比率来促进催化剂的脱硝性能，但Ca的存在一定程度上会掩盖CO2的促进作用。
催化剂;含钙化合物;中毒机制;氮氧化物;脱硝活性
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
刘清雅
2016
中文
O643.362
81
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）