学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

SCR脱硝催化剂再生浸渍及其SO₂氧化控制

作　者: 史伟伟
导　师: 夏启斌
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: SCR催化剂再生浸渍 Zeta双电层 SO2/SO3转化率
分类号: TQ426
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 88次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

新的《火电厂大气污染物排放标准》的颁布意味着烟气脱硝将成为我国火电厂环保工程所关注的重点。脱硝技术中目前应用最广泛的是选择性催化还原（SCR）法，其核心部分是SCR脱硝催化剂。脱硝催化剂不仅造价高，其成本占脱硝工程综合成本约40%，而且一般3年左右就需要更换。而全国脱硝设备装机容量不断增长，按照“2+1”安装模式，预计2018年后将形成稳定的8.8万立方/年的失活催化剂。SCR催化剂再生可避免资源的严重浪费和环境的二次污染，具有显著的经济效益和环境效益，因此脱硝催化剂再生是SCR脱硝行业发展的必由之路。本文对活性组分V在SCR催化剂上的吸附浸渍行为进行了研究，主要涉及考察pH、浸渍液初始浓度和浸渍时间对V在SCR催化剂上的负载量的影响，并应用双电层理论解释V在SCR上的吸附负载行为。Zeta电位测定结果表明此时催化剂表面带有大量负电荷，可以大量吸附VO₂⁺使得V负载量最大。应用双电层理论可解释V在SCR催化剂上的吸附负载行为，对于再生SCR催化剂的活性组分负载具有理论指导意义。这也是本文的创新之处。基于金属掺杂降低（M-O-V）氧桥中氧的电子密度，减弱其碱性，降低其对SO₂的吸附，抑制SO₂氧化的研究思路，本文采用某过渡元素Me掺杂再生SCR催化剂，并考察其对SCR催化剂脱硝活性和SO₂/SO₃转化率的影响。结果表明：Me掺杂量为0.6%时，SCR催化剂的SO₂/SO₃转化率为0.68%，小于再生前的0.73%，同时其NO转化率为94.47%，比未掺杂Me的再生催化剂仅降低4%。Me掺杂再生催化剂V5+含量减少，V4+含量增加，以及晶格氧含量下降引起的催化剂表面晶格中某些部位的O原子的传递过程减弱是抑制SO₂氧化的原因。dmol3模块计算得到的Me掺杂再生催化剂V-O-M氧桥中氧的电荷由正变为负，也表明氧的碱性减弱，从而抑制SO₂氧化。采用本文催化剂再生技术对国内两家电厂波纹板式式与蜂窝式SCR催化剂进行现场工业化再生，第三方检测结果表明催化剂再生效果良好，脱硝活性和SO₂/SO₃转化率等各项性能指标均符合国家标准要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-22
  1.1 背景  10-11
  1.2 选择性催化还原（SCR）脱硝技术  11-13
    1.2.1 SCR 脱硝技术基本原理  11
    1.2.2 SCR 脱硝催化剂  11-13
  1.3 SCR 催化剂失活研究现状  13-14
  1.4 失活 SCR 催化剂再生研究进展  14-17
  1.5 再生催化剂 SO_2/SO_3转化率控制研究现状  17-20
    1.5.1 SO_2氧化的危害  17
    1.5.2 SO_2/SO_3转化机理  17-18
    1.5.3 SO_2/SO_3转化的主要影响因素  18-19
    1.5.4 SO_2/SO_3转化率控制方法  19-20
  1.6 本文研究意义及主要研究内容  20-22
    1.6.1 研究意义  20-21
    1.6.2 本文主要研究内容  21
    1.6.3 本文的创新之处  21-22
第二章活性组分浸渍再生 SCR 催化剂及其脱硝活性  22-30
  引言  22
  2.1 双电层理论模型  22-23
  2.2 实验部分  23-26
    2.2.1 实验原料与化学试剂  23
    2.2.2 仪器设备  23-24
    2.2.3 再生浸渍操作  24
    2.2.4 催化剂分析检测  24-26
  2.3 实验结果与讨论  26-29
    2.3.1 V 的水解  26-27
    2.3.2 催化剂在浸渍液中的溶液化学行为  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章 Me 掺杂对再生催化剂 SO_2/SO_3转化率控制研究  30-46
  引言  30
  3.1 实验部分  30-33
    3.1.1 实验原料与化学试剂  30-31
    3.1.2 仪器设备  31
    3.1.3 再生催化剂制备  31-32
    3.1.5 脱硝率与 SO_2/SO_3转化率测试  32
    3.1.6 催化剂表征分析  32-33
  3.2 实验结果与讨论  33-44
    3.2.1 钒负载量对再生催化剂 SO_2/SO_3转化率的影响  33-34
    3.2.2 Me 掺杂对 SO_2/SO_3转化率的影响  34-36
    3.2.3 X 射线光电子能谱分析  36-40
    3.2.4 孔隙结构分析  40-41
    3.2.5 X 射线衍射分析  41-42
    3.2.6 拉曼光谱分析  42-44
    3.2.7 Me 掺杂催化剂原子电荷模拟计算  44
  3.3 本章小结  44-46
第四章 SCR 脱硝催化剂再生工程应用研究  46-58
  4.1 工程概况  46
  4.2 再生工艺流程的确定  46-51
    4.2.1 催化剂失活情况分析  46-51
    4.2.2 SCR 催化剂再生工艺  51
  4.3 催化剂再生效果  51-56
  4.4 本章小结  56-58
第五章结论与展望  58-60
  5.1 结论  58-59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-66
攻读硕士学位期间取得的研究成果  66-67
致谢  67-68
附件  68

SCR脱硝催化剂再生浸渍及其SO2氧化控制

内容摘要

全文目录

相似论文

SCR脱硝催化剂再生浸渍及其SO₂氧化控制