混合氧化物脫硝催化劑制備基礎(chǔ)研究.pdf

1、目前在國(guó)內(nèi)外多種煙氣脫硝方法中SCR法是最成熟的煙氣脫硝技術(shù)。然而對(duì)于這一技術(shù)，我國(guó)起步較晚，特別是在其核心技術(shù)催化劑的制備上還沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，因此要更為成熟的運(yùn)用SCR技術(shù)，我國(guó)必須自主研發(fā)SCR脫硝催化劑。催化劑作為SCR技術(shù)的核心，在我國(guó)具有廣闊的市場(chǎng)需求，且其在SCR脫硝系統(tǒng)中的投資占到總投資的1/3，而現(xiàn)行的商業(yè)催化劑價(jià)格較高，這會(huì)直接導(dǎo)致脫硝技術(shù)成本的增加。因此，本課題選擇了某價(jià)格低廉的工業(yè)副產(chǎn)品混合氧化物(以下簡(jiǎn)稱M)為

2、主要原料進(jìn)行SCR-氨法脫硝催化劑的實(shí)驗(yàn)室制備研究工作，即在對(duì)M表面性質(zhì)進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)上，考察了粘結(jié)劑對(duì)該混合氧化物成型性能的影響，為實(shí)現(xiàn)混合氧化物脫硝催化劑的成型奠定基礎(chǔ)。
　　本文利用XRF、XRD、金相顯微鏡等表征手段對(duì)混合氧化物的物化性質(zhì)進(jìn)行了研究，并結(jié)合抗壓強(qiáng)度、BET比表面積、NH3-TPD等表征方法考察了有機(jī)粘結(jié)劑（聚乙烯醇、甲基纖維素和聚丙烯酰胺）、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑（氧化鋁、皂土）及有機(jī)-無(wú)機(jī)混合粘結(jié)劑對(duì)混合氧化物

3、成型性能的影響。
　　結(jié)果表明原混合氧化物比表面積為1.485 m2/g，其比表面積較小，不利于活性成分的負(fù)載，需在后續(xù)研究中考慮其比表面積對(duì)制備催化劑活性的影響。綜合各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中所用混合氧化物的條件：以干法球磨45 min（1800 r/min）、篩分大于80目的混合氧化物為主要原料。通過(guò)各粘結(jié)劑成型混合氧化物的過(guò)程可知，有機(jī)粘結(jié)劑對(duì)混合氧化物成型時(shí)，漿料流動(dòng)性較好，采用造粒機(jī)壓片、制丸等過(guò)程更易實(shí)施，其中以 M

4、C更甚，在選用混合粘結(jié)劑對(duì)混合氧化物成型時(shí)，也以有機(jī)粘結(jié)劑的成型特點(diǎn)占主導(dǎo)作用。僅以有機(jī)粘結(jié)劑對(duì)混合氧化物成型時(shí)，得到的成型氧化物抗壓強(qiáng)度均不高，而以無(wú)機(jī)粘結(jié)劑成型得到的成型氧化物抗壓強(qiáng)度較高，皂土最高抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.846 MPa，與單獨(dú)使用有機(jī)粘結(jié)劑成型相比，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的添加可使抗壓強(qiáng)度有顯著提高。采用有機(jī)粘結(jié)劑對(duì)混合氧化物成型時(shí)，成型氧化物BET比表面積與粘結(jié)劑分子量大小有關(guān)，分子量太大，在焙燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體形成大量氣孔，引

5、起其孔結(jié)構(gòu)塌陷，進(jìn)而導(dǎo)致成型物比表面積有所下降。選用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑成型時(shí)比表面積較大，與僅用有機(jī)粘結(jié)劑成型相比，混合粘結(jié)劑成型得到的成型氧化物BET比表面積有明顯提高。通過(guò)幾組粘結(jié)劑對(duì)混合氧化物成型得到的最佳抗壓強(qiáng)度的成型物比表面積與抗壓強(qiáng)度對(duì)比說(shuō)明，該混合氧化物成型得到的成型物的抗壓強(qiáng)度與比表面積之間不存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。粘結(jié)劑對(duì)混合氧化物成型得到的成型氧化物對(duì)氨氣的吸附性質(zhì)相似，NH3吸附量和表面酸量均不大，成型氧化物對(duì) NH3的吸附