污染问题是近些年来人们一直持续关注的焦点问题,本课题的研究重点是丙烯腈厂吸收塔尾气的处理,目前工业上主要的处理方法有尾气焚烧(AOGI)和催化氧化(AOGC)两种方法。本文针对丙烯腈厂吸收塔尾气的处理采用了一种新的处理方法,即“分步式一体化”的尾气处理方案,具体来说就是在一个反应器内利用尾气中每种污染物成分自身的理化性质同时结合催化反应原理,使用多层具有针对性的催化剂实现尾气分步处理的净化方法。丙烯腈厂吸收塔尾气中主要成分有丙烯、丙烷和乙烷等烃类物质,丙烯腈和乙腈等含氰基物质,还有一定量的氮氧化物,本课题采用的尾气处理方案如下:吸收塔尾气首先通过第一层脱硝催化剂,利用尾气中的丙烯丙烷作为还原剂将氮氧化物选择性还原为氮气,然后通过第二层脱丙烯腈催化剂,将丙烯腈选择性转化为氮气,最后通过第三层氧化性催化剂,将剩余的烃类物质完全氧化为二氧化碳和水。本文的第三章主要是对第一层脱硝催化剂进行了实验研究和理论探索,本章首先以Ag-A1203为对比催化剂,分别考察了不同催化剂载体包括Zr02、Ti02、ZSM-5、Beta、SBA-15等对催化活性的影响,以及不同活性组分包括Pt、Cu、Ag、Co、Mn等对催化活性的影响,筛选出Ag-A1203为最佳催化剂,然后对活性组分的负载量以及催化剂的制备方法进行了考察,发现采用等体积浸渍法制备的负载量为4%的Ag-A1203催化剂具有优越的催化活性,最后对催化剂所使用的催化条件进行了探索,包括氧浓度、空速、还原剂的量、催化剂的使用量、装填方式以及催化剂的分层进行了深入的探究。本文第四章主要是对第二层脱丙烯腈催化剂的筛选进行了实验探索,实验内容包括对催化剂载体、催化剂活性组分等进行了筛选,实验表明负载量为5%的Cu-ZSM-5分子筛催化剂在脱丙烯腈方面活性较高,不仅丙烯腈转化率高,而且氮气的选择性好,几乎没有副产物的生成,然后对催化剂反应条件进行了摸索,考察了实际生产中空速和氧浓度变化对催化活性的影响,最后对该催化剂进行了表征,包括XRD、H2-TPR、XPS等,通过以上表征技术可以对催化剂的催化反应原理有一定的理解。本文第五章对第三层烃类物质的完全氧化反应进行了实验探究,贵金属虽然价格昂贵但由于其氧化性强,活性高,可再生等优点,一直以来受到人们的青睐,本课题采用的是钯基催化剂,将最不容易脱除的乙烷气体作为尾气处理的研究对象,分别探讨了钯金属的负载量,以及催化剂载体和添加第二金属对氧化活性的影响,最终优选负载量为0.05%的Pd-A1203催化剂,实验证明添加第二种金属并没有提高乙烷的转化率,虽然提高钯金属的负载量可以提高反应活性,但是从经济方面考虑,负载0.05%的钯金属就可以完成将尾气净化的目的。本文第六章对三层催化剂的组合催化效果进行了实验研究,虽然我们已经筛选出三种催化反应对应的最佳催化剂,但是如何充分利用这三种催化剂才能达到最佳的催化效果仍然有许多需要考虑的地方,本章节结合每层催化剂的催化特点,重点考察了组合催化剂的应用效果。