论文总字数：21033字

摘 要

在SCR脱硝技术中用NH₃作为还原剂处理排放的NO_X是目前应用比较成熟的技术之一。钒钛催化剂是目前商业上最成熟应用的催化剂，而V₂O₅催化剂载体钛白粉中会含有一定量的硫酸根，硫酸根的存在对钒钛催化剂表面活性组分的分散以及催化剂脱硝活性的影响尚不清楚。

本文通过研究洗涤过和未洗涤过的钛白粉为载体制备钒含量为1%、3%、5%的催化剂，通过进行脱硝活性测试，对比分析几种催化剂的脱硝性能；并做N₂吸脱附测试和TPD、TPR测试来研究催化剂物理性质判断硫酸根是否会影响脱硝性能。

通过活性测试得知，钒含量的增加和硫酸根的存在，都有利于催化剂脱硝性能的提高；从物理性质得知，催化剂的表面结构性质以及其氧化还原性对脱硝性能影响不大，而催化剂表面酸性对催化剂脱硝性能有明显作用。

关键词：催化剂 脱硝 活性 硫酸根 NO脱除率

Effect of Variation of Carrier Sulfate Content on Denitration Activity of Vanadium-Titanium Catalysts

ABSTRACT

The use of NH₃ as a reducing agent in the SCR denitration technology to treat NO_X emissions is one of the more mature technologies. The vanadium-titanium catalyst is the most mature catalyst in commercial use, and the vanadium-titanium catalyst carrier titanium dioxide will contain a certain amount of sulfate.The influence of the presence of sulfate on the dispersion of the surface active component of the vanadium-titanium catalyst and the denitration activity of the catalyst is not known.

In this paper, the catalysts with vanadium content of 1%, 3% and 5% were prepared by studying the washed and unwashed titanium dioxide as the carrier. The denitration activity test was carried out to compare and analyze the denitration performance of several catalysts;And do N₂ suction and desorption test and TPD, TPR test to study the physical properties of the catalyst and determine whether sulfate will affect the denitrification performance.Through the activity test, it is known that the vanadium content and the increase of sulfate are beneficial to the improvement of the denitration performance of the catalyst. From the physical properties, the surface structure of the catalyst and its redox property have little effect on the denitration performance, while the catalyst surface Acidity has a significant effect on the denitrification performance of the catalyst.

Key Words: Catalyst; Denitrification; Activity; SO₄^2-; NO removal rate

目 录

摘要……………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT……………………………………………………………Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 SCR脱硝技术研究现状 1

1.2.1 SCR脱硝技术 1

1.2.2 SCR脱硝技术的研究现状 2

1.2.3 催化剂脱硝活性的影响因素 2

1.3 硫酸根含量变化对脱硝活性的影响 3

1.4 本文的研究目的和研究内容 3

1.4.1 研究目的 3

1.4.2 研究内容 4

第二章 实验部分 5

2.1 实验原料和仪器设备 5

2.1.1 实验原料 5

2.1.2 实验仪器设备 6

2.2 催化剂的制备 6

2.3 催化剂的活性测试 7

2.4 催化剂的物理性质 8

2.4.1 比表面积和孔径结构测定 8

2.4.2 NH₃程序升温脱附 9

2.4.3 H₂程序升温还原 9

2.5 本章小结 9

第三章 V₂O₅/TiO₂催化剂中不同V₂O₅含量影响研究 10

3.1 活性测试 10

3.2 NO的脱除 11

3.3 表征性能研究 13

3.3.1 比表面积和孔径结构 13

3.3.2 NH₃-TPD分析 16

3.3.3 H₂-TPR分析 18

3.4 本章小结 19

第四章 V₂O₅/TiO₂催化剂中硫酸根含量影响研究 20

4.1 NO的脱除 20

4.2 表征性能研究 22

4.2.1 比表面积和孔径结构 22

4.2.2 NH₃-TPD分析 22

4.2.3 H₂-TPR分析 25

4.3 本章小结 26

第五章 总结与展望 27

5.1 全文总结 27

5.2 存在的问题 27

5.3 未来展望 28

参考文献 29

致谢 32

第一章 绪论

1.1 课题背景

近年来，中国经济发展迅速，产业发展水平有了显著提高，工业化的发展对环境带来了巨大的危害。在众多的大气污染物中，氮氧化物(NO_X）是其中主要污染之一，它不仅会极大破坏生态环境，还会给人的身体带来巨大的危害。氮氧化物会刺激人的肺部，使人容易感染呼吸道疾病；氮氧化物主要以NO和NO₂的形态存在，它是造成酸雨和光化学烟雾的主要原因；NO_X还会与强氧化剂O₃作用造成臭氧层消耗^[1]。因此我们不得不把氮氧化物的治理问题提上日程，当前主要治理方法是：燃料燃烧前氮氧化物控制、燃烧中氮氧化物控制及燃烧后烟气脱硝^[2]。

人们的日常生活还会产生大量的NOx，燃料燃烧产生的氮氧化物占大多数，占约83％^[3]。NO_X主要由来自汽车，火车，轮船等的废气排放，以及从锅炉和热电厂烟道气排放的。由于目前全球的生态环境都变得越来越差，各国都开始注重对NO_X排放标准的控制，最新的《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011^[4]规定，重点地区的NO_X排放限制为100mg/Nm³，超低排放为50mg/Nm³。

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