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用于高含水量丙烯酸废气催化净化的整体式钯催化剂的研究

作 者: 易攀
导 师: 郭杨龙
学 校: 华东理工大学
专 业: 工业催化
关键词: 丙烯酸废气 催化燃烧 Pd/γ-Al2O3/堇青石整体式催化剂 活性涂层
分类号: O643.36
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


丙烯酸废气是在丙烯直接气相氧化生产丙烯酸过程中产生的,丙烯酸废气成分复杂,有甲苯、乙醇、乙烯、乙醛、丙烷、丙烯、丁烯、乙酸、丙烯酸、丙烯醛、丙酮和一氧化碳等有毒有害的挥发性有机化合物(VOCs),其中含水量高达25wt%,如果直接排放将会严重危害公众健康和生态环境。本课题将以催化燃烧方法消除丙烯酸废气中的VOCs,使排放气体达到我国相关的大气污染物排放标准,对于提高人民生活质量和保护生态环境有着重要的现实意义。本文采用一次涂覆法或两步浸渍法制备出系列Pd/γ-Al2O3/堇青石蜂窝陶瓷整体式催化剂,以丙烯、乙酸、丙烯酸、水蒸气和空气为模拟的丙烯酸废气,通过对整体式催化剂活性涂层和负载型贵金属整体式催化剂的研究,考察了系列整体式催化剂对于丙烯酸废气的催化活性和稳定性,得到如下研究结果:1.对整体式催化剂活性涂层的研究:采用真空涂覆方法,当氧化铝浆料的固含量为37.9%、pH值为2.5和涂敷时间为15min时,涂层的上载率最高,可以达到19.5%,而且涂层与载体结合牢固,在超声振荡中损失率低于1%。非离子型表面活性剂的添加能够改善氧化铝浆料的触变性,提高浆料的稳定性以及涂层的上载率,其中PEG-2000的效果最好。2.对负载型贵金属整体式催化剂的研究:采用两步浸渍法,以Pd(NO3)2为前躯体,正反浸渍后在室温下风干,并于650℃下焙烧后制备的整体式钯催化剂综合性能最好。但一次涂覆法更加简单、省时、节能,制备的整体式催化剂中活性组分均匀分散在涂层中,与涂层的相互作用更强,有利于整体式催化剂的稳定性,在265℃下反应100h仍能保持良好的活性,而且具有与两步浸渍法制备的整体式催化剂基本相同的催化活性。丙烯酸废气中的高含量水蒸气明显抑制了整体式催化剂的活性,而且随着水蒸气含量的升高,这种抑制作用也随之加强。3.将开发的整体式Pd催化剂用于上海华谊丙烯酸有限公司的4万t/a丙烯酸生产装置的高含水量的丙烯酸尾气处理和2kt/a甲基丙烯酸车间的MAA尾气装置的侧线应用试验,使排放气体都达到了我国的大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)。

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学(理论化学)、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化剂
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