论文部分内容阅读
2013年全国性雾霾天气创52年之最,大气污染问题越来越突出,其中氮氧化物作为主要的大气污染物之一易造成酸雨等极端天气,亟需得到治理。目前水泥窑炉的氮氧化物排放量约占总排放量的十分之一,总量巨大,到2013年底,水泥行业采用选择性非催化还原(SNCR)技术进行脱硝,已完成大约800~850条生产线,只占总量的47%~50%,可见目前水泥窑炉脱硝任务依然繁重。选择性催化还原(SCR)技术由于脱硝效率高成为水泥窑炉脱硝中最具发展前景的技术,而SCR的核心为低温脱硝催化材料。MnOx-CeO2/TiO2体系催化材料虽然具有良好的低温活性,但由于其成型性能较差,干燥煅烧后容易开裂等问题,一直没有成熟的工艺参数,无法实现工业化应用,制约了水泥窑炉低温脱硝的发展。 本文针对MnOx-CeO2/TiO2体系催化材料成型性能差,干燥煅烧后易开裂等问题开展研究,首先采用了复合载体并重新优化了前驱物配比以改善催化材料的力学性能,然后研究了不同成型助剂对催化材料性能的影响并确定了成型助剂的最佳加入量,最后研究了蜂窝状催化材料的制备工艺,主要包括材料的成型工艺和干燥煅烧工艺,确定了最佳工艺参数。 研究结果表明,当催化材料以钛白粉和堇青石粉作为复合载体且降低前驱物的用量时,在不影响材料脱硝活性的同时可以获得良好的力学性能,催化材料最佳组分组成按质量计为二氧化钛占26.7%,堇青石粉占26.7%,乙酸锰占32.5%,硝酸铈占10%,硝酸铁占4.1%;催化材料成型过程中的助剂最佳加入量为:玻璃纤维加入6%;甲基纤维素加入6%;豆油加入2%;40wt%硅溶胶加入20%;聚醚丙三醇加入1%;水加入6%;最佳干燥方法为,将蜂窝状催化材料表面涂豆油后在105℃下干燥72h;最佳煅烧方法为,常温到200℃时每小时升温20℃,采用中性气氛;在200℃到350℃时每小时升温10℃,采用普通氧化气氛;在350℃到450℃时每小时升温10℃,采用强氧化气氛;在450℃保温5h,采用强氧化气氛;最后自然降温。最终制备的MnOx-CeO2/复合载体催化材料200℃时脱硝率为80%,轴向抗压强度4.82MPa,径向抗压强度2.83MPa。