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流向变化催化燃烧法是一种发展迅速、效果显著的去除气态污染物的技术手段,但目前的应用领域主要集中在低浓度乏风瓦斯以及可挥发性有机物的去除上,将该技术应用于低浓度CO去除上的研究报道不多,因此本文以低浓度CO去除为研究目的,在实验室已有小型流向变换装置上进行了低浓度CO的去除实验,并在一系列系统实验结果的基础上对原有装置进行优化、改良,继而搭建一套新型流向变换反应装置,在该装置上再次进行流向变换催化燃烧技术去除低浓度CO的实验探究,为最终全面分析该技术是否可以应用于低浓度CO的去除领域提供可靠的理论和实验依据。 研究结合BET、SEM等表征手段和CO去除效率的结果,首先系统的考察了不同浓度草酸溶液以及采用不同溶胶涂覆对催化剂载体的影响,其次通过评价活性组分Pd的负载量对CO整体式催化剂催化燃烧去除性能的影响,确定了最终整体式催化剂的制备工艺和较优配比。即以蓄热能力优越的堇青石蜂窝陶瓷为支撑体,γ-Al2O3为载体,负载2%的贵金属Pd为活性组分,并添加一定含量的过渡金属元素Ce、La的氧化物为助剂,在马弗炉里焙烧,即为最终整体式催化剂。 将所制备的整体式催化剂放入实验室已有的小型流向变换催化燃烧装置,开展了一系列反应特性研究。探讨不同的催化剂预热温度对反应器床层温度分布的影响;研究气体空速、换向周期对CO去除效率、反应器出口温度、压损以及反应器床层温度分布的影响;探究在流向变换系统达到稳态后,反应器催化床层中横向温度分布状况和纵向温度分布状况;探究在切换流向变换周期过程中,反应器床层温度分布的变化状况。结果证明换向周期、预热温度和空速是极为重要的三个因素,对反应器内的温度分布状况影响显著。当催化剂预热温度为200℃、换向周期为8min、空速为8000h-1、CO初始浓度为1000ppm时,CO转化率最高可达90%。 在上述研究结果的基础上,从系统保温、温度点测定等方面对原有系统结构进行了优化设计,并加工了一套新型催化燃烧系统。该系统在保温性能上更加出色,在相同实验条件下,其床层内温度分布更加均匀,出口温度较低,且当操作参数发生改变时,系统运行更加稳定,不易受影响而发生剧烈波动。