文档介绍：湘潭大学
硕士学位论文
NH<,3>选择性催化还原NO新型低温催化剂的研究
姓名:刘炜
申请学位级别:硕士
专业:环境工程
指导教师:童志权
20050501
摘要
氮氧化物(NOx)是大气环境的主要污染物之一。国外经验表明,
以NH3 为还原剂的选择性催化还原(SCR)是目前烟气脱硝的最有效方
法。其主要采用的 V205/TiO2 和 V205-WO3/TiO2 催化剂需要在 350℃以
上使用,以避免 S02 对催化剂的毒化。为此脱硝装置须置于锅炉系
统空气预热器和电除尘的前面以满足操作温度要求。这样,烟气中
的高浓度烟尘就会影响催化剂脱硝的效率、稳定性和催化剂寿命。
若研制成功低温催化装置则可将 SCR 装置置于电除尘之后,避免烟
尘对催化剂的影响,因此研发低温、高活性、抗 SO2 和 H2O 毒化的
SCR 催化剂是目前国外烟气脱硝的研究热点。尽管国外已出现了少
数低温高活性的催化剂,但抗 SO2 和 H2O 毒化方面的问题尚未解决。
我国自 2004 年已开始对 NOx 实行排污收费,烟气脱硝即将大规
模开展。但是对于我国现有锅炉的省煤器、空气预热器和锅炉是一
体的,很难应用国外的 SCR 技术脱硝。低温 SCR 催化装置则可在不
改变我国现有锅炉系统及其配套电除尘器的条件下置于电除尘器
之后,既可避免烟尘对催化剂的影响,又可在不另对烟气预热的条
件下实现 SCR 高效脱硝。
本文在国内首次研制出在 120℃下活性高达 95%以上的低温 SCR
催化剂,且有很好的抗 SO2 和 H2O 中毒能力,即使在同时存在 SO2 和
H2O 两种毒化组分的情况下,120℃时的活性也能长期保持在 81%左
右。具有理论意义和实用价值,为进一步研究在工业上应用的低温
SCR 催化剂打下了良好的基础。
本文通过催化剂活性组分和载体的筛选、催化剂的制备、活性
测试以及抗 SO2 和 H2O 的毒化实验,对两种自制低温 SCR 催化剂的低
温活性进行了研究。
催化剂筛选试验的结果表明,其他金属组分和载体的加入对 Mn
系 SCR 催化剂的低温活性有很明显的促进作用,其中金属组分 Ce
和载体纳米 TiO 2 的促进作用最大。120~240℃温度范围内,
Fe-Mn/TiO 2和 Ce-Mn/TiO2催化剂上 NH3 还原 NO 有很高活性。
Abstract
NOx is one of the main air pollutants, which must be removed
before emiting into the air. Extensive studies mercial operation
have shown that selective catalytic reduction (SCR) of NO with NH3 is
the most effective technology for NOx removal from flue gas. V205/Ti02
and V205-WO3/TiO2 catalysts have been mercially in
developed countries at temperatures above 350℃ to avoid catalyst
poisoning by S02. So the SCR device must be operated in front of the
removal of dust and the boiler systematic air preheater meeting the
temperature demand ed. In this way, the high concentration dust in the
exhaust gas will influence the efficiency, stability and life-span of the
catalyst . It is needed to develop a low-temperature SCR process,
which can be operated after the removal of dust. Such a process can
avoid catalyst poisoning by dust. Presently, foreign scholars are focus
on developing the catalyst which are low temperature and hig