基于鋼渣的SCR脫硝催化劑的性能研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)主流的釩基SCR脫硝催化劑價(jià)格昂貴且二次污染嚴(yán)重，目前尚未有大規(guī)模替代其應(yīng)用的商用技術(shù)；鋼渣作為廢料資源，產(chǎn)量巨大且回收利用程度不高，但其本身含有脫硝催化劑所需的多種活性元素。因此，為了尋求一類廉價(jià)易得且性能優(yōu)異的SCR脫硝催化劑，本文提出了一套以鋼渣為原料的簡(jiǎn)單易行的制備工藝。通過(guò)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)和固定床活性實(shí)驗(yàn)考察了制備條件對(duì)催化劑活性的影響；利用量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果提出了改進(jìn)催化劑性能的方法；并結(jié)合表征測(cè)試結(jié)果綜合評(píng)價(jià)了催化劑的活性、

2、抗硫中毒性以及穩(wěn)定性，對(duì)個(gè)中機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　量子化學(xué)計(jì)算以鋼渣中含量最高的活性元素Fe和待考察的助劑元素M所形成的Fe-M結(jié)構(gòu)為計(jì)算模型，通過(guò)計(jì)算基態(tài)激發(fā)后模型中鍵長(zhǎng)和吸附能的變化考察助劑元素對(duì)模型活性和抗硫毒性的影響。計(jì)算結(jié)果表明，只有W和Sb助劑元素在不影響活性的情況下能提高抗硫毒性。
　　制備過(guò)程分為對(duì)鋼渣的處理和負(fù)載 W元素兩個(gè)階段，考察了不同制備條件對(duì)催化劑活性影響的程度。研究結(jié)果表明，對(duì)鋼渣進(jìn)行處理的制

3、備過(guò)程中，制備條件按對(duì)活性影響程度由大到小排序是顆粒直徑、硫酸濃度、焙燒溫度、焙燒時(shí)間；在負(fù)載 W的制備過(guò)程中，此排序?yàn)殒u酸鈉濃度、焙燒時(shí)長(zhǎng)、顆粒直徑、焙燒溫度。
　　在活性方面，考察了最佳制備條件下所得催化劑的脫硝性能，并根據(jù)對(duì)樣品孔結(jié)構(gòu)及表面酸位數(shù)量的測(cè)試結(jié)果分析了活性變化機(jī)理。研究結(jié)果表明，負(fù)載適量的W有助于活性的提高，在負(fù)載比為W-10Fe時(shí)，樣品W-10Fe OPT的平均脫硝率為81.3%；反應(yīng)溫度為200℃-220℃時(shí)

4、脫硝率達(dá)最高93.0%；有效反應(yīng)溫度區(qū)間為120℃-300℃。負(fù)載W后活性增強(qiáng)的主要原因是酸位數(shù)量的增多。
　　在抗硫毒性方面，考察了W-10Fe OPT樣品在無(wú)SO2無(wú)H2O、僅有SO2以及SO2與H2O共存這三種工況下活性變化情況，并根據(jù)對(duì)通氣后樣品的孔結(jié)構(gòu)及表面 Fe價(jià)態(tài)的測(cè)試結(jié)果分析了抗硫毒性機(jī)理。研究結(jié)果表明，樣品在前兩者氛圍下抗硫毒性很強(qiáng)，在 SO2與H2O共存時(shí)抗硫毒性有所下降?？沽蚨拘越档偷闹饕蚴橇蛩徜@鹽的沉積