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近年来,船舶柴油机NOx的控制排放标准逐渐严苛,排放控制区(ECA)不断增加,意味着越来越多的船舶柴油机需要满足MARPOL73/78公约中TierⅢ的排放要求。选择性催化还原法(SCR)是目前国内外公认最为成熟的NOx减排技术,并且已在工业中得到广泛应用。本文旨在针对船舶SCR实际应用中的问题,联合NO催化氧化与SCR技术,使船舶SCR在高空速下取得较高的脱硝效率,以减少船舶SCR催化剂使用量,为克服船舶有限空间、减小船舶负荷等问题提供一种可行的思路,为船舶SCR技术的规模化运用打好基础。 研究制备了Co单组份NO催化氧化剂,考察了不同载体、活性组分负载量、焙烧温度、表面活性剂(聚乙二醇)和酸改性对催化剂活性的影响。结果显示,载体为ZrO2,Co3O4负载量为10%,焙烧温度为350℃时,钴基催化剂具有最优的NO催化氧化效率,表面活性剂的添加及酸化都有助于提高催化剂在低温条件下的NO催化氧化活性,但表面活性剂(最佳负载量5%)改性后催化剂的NO催化氧化性能要优于草酸改性后的催化剂。考察了反应温度、O2含量、空间速度以及NO浓度等实验条件对10%Co3O4/ZrO2催化氧化剂的影响。对5%BH-10%Co3 O4/ZrO2和5%BH-10%Co3O4/TiO2两种催化剂的抗硫性进行测试,实验结果表明催化剂易受SO2毒化,其活性随SO2的通入迅速下降,而其中SO2对以TiO2为载体的催化剂影响较小。 在上述基础上制备了Co-La双组份NO催化氧化剂,考察了制备条件(活性组分负载量、焙烧温度等)对催化剂活性的影响,实验结果表明,助剂La的添加可以改善催化剂低温段的活性。在最优配方的基础上,分别对10%Co3O4-5%La2 O3/ZrO2和10%Co3O4-5%La2O3/TiO2两种催化氧化剂进行优化改性,考察表面活性剂(聚乙二醇)以及pH对催化剂NO低温催化氧化效率的影响。实验结果显示,适当的酸化或碱化有助于提高Co-La催化剂在低温段的NO催化氧化活性。催化剂在pH=1时具有最佳的NO催化氧化效率。10%Co3O4-5%La2O3/TiO2(pH=1)催化剂的NO催化氧化效率在180℃时达到43%,而10%Co3O4-5%La2O3/ZrO2(pH=1)催化剂的NO催化氧化效率在180℃时达到49%。表面活性剂对Co-La催化剂的低温活性影响较小。考察了10%Co3O4-5%La2O3/TiO2(pH=1)催化氧化剂在不同工艺条件(O2含量、反应空速、NO浓度和反应温度)下的NO低温催化氧化活性。分别考察SO2对聚乙二醇改性催化剂和pH改性催化剂NO催化氧化活性的影响。添加表面活性剂并没有提高催化剂抗硫性。酸改性对催化剂的抗硫性有一定的改善,但改变pH不能真正抑制硫对催化剂的毒化作用,SO2通入2h后催化剂基本失活。 分别选取了草酸改性后pH=1的10%Co3O4-5%La2O3/TiO2和10%Co3O4-5%La2O3/ZrO2两种催化剂为NO催化氧化剂,选取实验室制备的3V6Mo钒钛系催化剂作为后端的SCR催化剂。考察联合NO催化氧化前后对SCR脱硝效率的影响。实验结果表明,与NO催化氧化剂联合后,SCR反应的NO去除率有了较大的提高,并且在低温段(180℃-200℃)时,联合反应脱硝效率提高的更加明显。