氨法選擇性催化還原技術被廣泛的應用在固定源和移動源上,以解決氮氧化物排放所帶的污染。課題組前期對
凹凸棒石負載錳氧化物催化劑(MnOx/PG)的大量研究表明,這是一種新型的低溫脫硝催化劑,具有環(huán)保高效的特點。采用等體積浸漬法制各的MnOx/PG在473 K的脫硝效率可達95%以上,商業(yè)開發(fā)潛力大,應用前景廣闊,具有繼續(xù)深入研究的價值。
本文以等體積浸漬法制備的MnOx/PG催化劑為研究對象,催化劑在管式固定床反應器內進行脫硝實驗。實驗證明,對錳元素負載質量分數為10%的10%MnOx/PG催化劑來說,當顆粒直徑為40~60目,體積空速為29400h-1時,內外擴散的影響可以忽略。
本文重點研究了溫度在398~548 K之間,氨氣選擇性催化還原NO的動力學規(guī)律。當氨氣過量時,脫硝反應可看作一級反應,活化能Ea=42.13kJ·mol-1,指前因子A=2.5549×105s-1;當氨量不足時,活化能會降低,SCR反應發(fā)生控速步驟的轉變,氨傳質成為控速步驟。運用冪函數速率方程的分析表明,在轉變的過程中,氨的反應級數增加,NO的反應級數會下降。微觀動力學方面,提出以下機理圖假設:氨是先吸附在PG載體上,再轉移到錳元素活性中心上進行活化。錳上的活化氨在吸附氧的促進下生成水和N-,N-或和氣相中的NO以E-R機理的方式生成水和N2,或在低溫200℃下與吸附NO以L-H機理的方式發(fā)生SCR反應。低溫下可能存在L-H機理和E-R機理并存的現象,高溫下則E-R機理占據主導。
關鍵詞:
催化劑 錳氧化物 凹凸棒石 氨法選擇性催化還原技術 動力學
作者:
萬馬
學位授予單位:
合肥工業(yè)大學
授予學位:
碩士
學科專業(yè):
化學工程
導師姓名:
張先龍
學位年度:
2015
語種:
中文
分類號:
TQ426.8
在線出版日期:
2016年10月08日(萬方平臺首次上網日期,不代表論文的發(fā)表時間)
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