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V2O5-WO3/TiO2催化氧化NO性能研究

2020-12-17阅读(812)

V2O5-WO3/TiO2催化氧化NO性能研究

论文摘要

本论文研究了V2O5-WO3/TiO2催化剂对NO的催化氧化性能的影响,主要开展了以下方面的工作:（1）主要考察了活性组分负载量、V/W摩尔比、焙烧温度等制备条件对V2O5-WO3/TiO2催化氧化NO性能的影响。用BET、XRD表征技术对不同温度焙烧的催化剂进行表征,了解催化剂的微观结构和物相。结果显示,负载量20%V2O5、V/W=1:1、450℃下焙烧5h制得的催化剂比表面积、孔容和孔径最大,催化活性最佳;最佳条件下制备的催化剂,在反应温度120℃、NO体积分数550×10-6、O2体积分数10%、空速5000 h-1条件下,NO转化率可以达到31.2%。（2）研究了操作条件对V2O5-WO3/TiO2催化剂催化氧化NO性能的影响,NO转化率随O2含量的增加而增大;随着NO进口体积分数的升高和空速的增大而下降;本催化剂在低温的活性比较好,在120℃的反应温度下的活性均高于其它反应温度下的活性,并且V2O5-WO3/TiO2催化剂据有良好的稳定性。（3）对NO催化氧化反应的动力学进行了分析,得到速率方程: rNO= kYNOaYO2b= 0.4142 exp（1292 / RT） [NO]0.88[O2]0.33外扩散和内扩散对催化氧化反应的影响都可以忽略,说明整个催化过程的总反应速度主要受化学动力学的影响。（4）SO2和NO的竞争吸附与铅室反应是SO2对V2O5-WO3/TiO2催化活性影响的主要原因,H2O和NO的竞争吸附是H2O对V2O5-WO3/TiO2催化活性影响的主要原因;SO2和H2O同时存在时比SO2和H2O单独存在时的催化剂抗毒效果要好,在停止加入SO2和H2O后催化剂活性不能恢复,但在加热到250℃后活性基本恢复,说明V2O5-WO3/TiO2的毒化失活是可逆的。（5）通过FT-IR表征发现在SO2、H2O存在的情况下,催化剂表面会形成Ti的硫酸盐和金属硝酸盐,会使催化剂活性有所下降,但不影响V2O5-WO3/TiO2在250℃下催化活性的恢复。催化剂在反应温度为120℃时缓慢中毒,但在加热到250℃后活性基本可以恢复。因此可以采用双床并联的操作模式,一个进行催化氧化反应另一个进行加热再生,可用于烟气NOx的氧化吸收。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 氮氧化物的危害
  • 1.2.1 氮氧化物对人类健康的影响
  • 1.2.2 氮氧化物对生态环境和全球气候变化的影响
  • 1.3 氮氧化物的来源
  • 1.4 氮氧化物的生成机理
  • 2 的热力学平衡'>1.4.1 NO 和N02的热力学平衡
  • 1.4.2 氮氧化物的形成机理
  • 1.5 氮氧化物的控制技术
  • 1.5.1 燃烧前的脱硝技术
  • x 燃烧技术'>1.5.2 燃烧中低NOx燃烧技术
  • 1.5.3 燃烧后的脱硝技术
  • 1.6 本课题的研究思路和主要内容
  • 1.6.1 本课题的研究思路
  • 1.6.2 本课题研究的主要内容
  • 第2章 催化氧化NO 催化剂的研制及表征
  • 2.1 实验所需主要试剂和器材
  • 2.2 催化剂的制备
  • 2.3 催化剂活性测试装置及流程
  • 2.4 对催化剂进行活性测试的方法
  • 2.5 催化剂的表征
  • 2.6 催化剂制备参数的优化研究
  • 2.6.1 空白实验
  • 205 负载量的影响'>2.6.2 V205负载量的影响
  • 2.6.3 活性组分配比的影响
  • 2.6.4 不同焙烧温度对一氧化氮转化率的影响
  • 2.7 本章小结
  • 205-W03/Ti02催化性能研究及机理分析'>第3章 V205-W03/Ti02催化性能研究及机理分析
  • 3.1 本章符号说明
  • 3.2 不同操作条件对催化剂活性的影响
  • 3.2.1 反应温度的影响
  • 3.2.2 一氧化氮进口浓度的影响
  • 3.2.3 氧气含量的影响
  • 3.2.4 空间速度的影响
  • 3.2.5 催化剂的稳定性能实验
  • 3.3 催化氧化动力学初步分析
  • 3.2.1 NO 进口浓度对NO 氧化反应速率的影响
  • 2 浓度对反应速率的影响'>3.3.2 02浓度对反应速率的影响
  • 3.3.3 NO 催化氧化的反应活化能
  • 3.3.4 外扩散对NO 催化氧化的影响
  • 3.3.5 内扩散对NO 催化氧化的影响
  • 3.4 本章小结
  • 20 和S02对V205-W03/Ti02催化氧化NO 的影响'>第4章 H20 和S02对V205-W03/Ti02催化氧化NO 的影响
  • 4.1 实验装置及方法
  • 2、H20 存在条件下的催化剂性能测试'>4.1.1 在S02、H20 存在条件下的催化剂性能测试
  • 4.1.2 活性恢复实验
  • 4.1.3 傅立叶变换红外光谱（FT-IR）表征测试
  • 4.2 实验结果与分析
  • 2对V205-W03/Ti02 催化氧化NO 的影响'>4.2.1 S02对V205-W03/Ti02 催化氧化NO 的影响
  • 20 对V205-W03/Ti02 催化氧化NO 的影响'>4.2.2 H20 对V205-W03/Ti02 催化氧化NO 的影响
  • 20 和S02对V205-W03/Ti02 催化氧化NO 的综合影响'>4.2.3 H20 和S02对V205-W03/Ti02 催化氧化NO 的综合影响
  • 4.2.4 FT-IR 表征结果
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 结论与建议
  • 5.1 研究结论
  • 5.2 问题与建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录:攻读硕士学位期间发表的论文

    • 相关论文文献

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