论文部分内容阅读
氨法选择性催化还原脱硝技术(NH3-SCR)是NOx控制与减排的主要技术，催化剂是该技术的核心。烟气飞灰中含有大量碱金属，容易使催化剂中毒。因此，开发抗碱金属中毒能力较好的催化剂十分有必要。 本论文以Mn/Ce-ZrO2为研究对象，用共沉淀和浸渍法制备催化剂，浸渍法负载碱金属氧化物K2O、Na2O来模拟催化剂碱金属中毒。考察了碱金属类型、碱金属含量对该催化剂的毒化情况。并通过Co、Sn改性，探究了改性剂、改性方式及改性剂添加量对Mn/Ce-ZrO2催化剂抗碱金属中毒能力的影响。研究结果表明: 催化剂K、Na中毒后，活性均下降，且K对催化剂的毒化作用更强。其毒化程度随碱金属负载量的增大而增大;随温度的升高呈现先增大后减小的趋势。当摩尔比K/Mn为0.1、0.2和0.3时，分别在120℃、140℃和140℃失活最严重，NO的转化率依次下降40.23％、73.30％和87.62％。 相比于Sn改性，Co改性后催化剂的脱硝活性及抗碱金属中毒能力均有所提高。当摩尔比Co/(Co+Ce+Zr)为0.05～0.3时，NO的转化率在120～240℃范围内保持在100％;当Co的摩尔添加量为0.1时，改性催化剂的抗碱金属中毒能力最好，K中毒后NO在240℃时的转化率比改性前提高50％。对比Co改性载体和改性活性成分，两种改性方式均提高了催化剂的脱硝活性，NO的转化率在100～240℃范围内均保持在95％以上，但Co改性载体的催化剂具有更强的抗碱金属中毒能力。 表征结果表明:碱金属导致催化剂比表面积和孔容积降低、表面酸位点数量减少，不利于反应气在催化剂表面吸附和活化，使Mn/Ce-ZrO2催化剂中毒。Co改性载体后，MnOx在催化剂表面分散度增大，催化剂的比表面积增大、氧化还原能力提高、表面酸位点增多;同时，碱金属中毒后其比表面积下降幅度小、氧化还原能力提高、且中毒后仍有较多的酸位点，使Co改性载体的催化剂具有更好的脱硝性能。Co改性活性成分后，催化剂的比表面积降低，且碱金属中毒后比表面积进一步降低，使Co改性活性成分的催化剂的抗碱金属中毒能力不如Co改性载体。Co改性载体Mn/Ce-ZrO2催化剂在大气污染氮氧化物的治理方面具有重要的应用价值。