用于處理多組分污染物工業(yè)廢氣催化劑的研究.pdf

1、污染問題是近些年來人們一直持續(xù)關(guān)注的焦點(diǎn)問題，本課題的研究重點(diǎn)是丙烯腈廠吸收塔尾氣的處理，目前工業(yè)上主要的處理方法有尾氣焚燒(AOGI)和催化氧化(AOGC)兩種方法。本文針對丙烯腈廠吸收塔尾氣的處理采用了一種新的處理方法，即“分步式一體化”的尾氣處理方案，具體來說就是在一個反應(yīng)器內(nèi)利用尾氣中每種污染物成分自身的理化性質(zhì)同時(shí)結(jié)合催化反應(yīng)原理，使用多層具有針對性的催化劑實(shí)現(xiàn)尾氣分步處理的凈化方法。
　　丙烯腈廠吸收塔尾氣中主要成分有

2、丙烯、丙烷和乙烷等烴類物質(zhì)，丙烯腈和乙腈等含氰基物質(zhì)，還有一定量的氮氧化物，本課題采用的尾氣處理方案如下:吸收塔尾氣首先通過第一層脫硝催化劑，利用尾氣中的丙烯丙烷作為還原劑將氮氧化物選擇性還原為氮?dú)?，然后通過第二層脫丙烯腈催化劑，將丙烯腈選擇性轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓詈笸ㄟ^第三層氧化性催化劑，將剩余的烴類物質(zhì)完全氧化為二氧化碳和水。
　　本文的第三章主要是對第一層脫硝催化劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論探索，本章首先以Ag-Al2O3為對比催化劑，分

3、別考察了不同催化劑載體包括ZrO2、TiO2、ZSM-5、Beta、SBA-15等對催化活性的影響，以及不同活性組分包括Pt、Cu、Ag、Co、Mn等對催化活性的影響，篩選出Ag-Al2O3為最佳催化劑，然后對活性組分的負(fù)載量以及催化劑的制備方法進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)采用等體積浸漬法制備的負(fù)載量為4％的Ag-Al2O3催化劑具有優(yōu)越的催化活性，最后對催化劑所使用的催化條件進(jìn)行了探索，包括氧濃度、空速、還原劑的量、催化劑的使用量、裝填方式以及催

4、化劑的分層進(jìn)行了深入的探究。
　　本文第四章主要是對第二層脫丙烯腈催化劑的篩選進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括對催化劑載體、催化劑活性組分等進(jìn)行了篩選，實(shí)驗(yàn)表明負(fù)載量為5％的Cu-ZSM-5分子篩催化劑在脫丙烯腈方面活性較高，不僅丙烯腈轉(zhuǎn)化率高，而且氮?dú)獾倪x擇性好，幾乎沒有副產(chǎn)物的生成，然后對催化劑反應(yīng)條件進(jìn)行了摸索，考察了實(shí)際生產(chǎn)中空速和氧濃度變化對催化活性的影響，最后對該催化劑進(jìn)行了表征，包括XRD、H2-TPR、XPS等，通過以

5、上表征技術(shù)可以對催化劑的催化反應(yīng)原理有一定的理解。
　　本文第五章對第三層烴類物質(zhì)的完全氧化反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，貴金屬雖然價(jià)格昂貴但由于其氧化性強(qiáng)，活性高，可再生等優(yōu)點(diǎn)，一直以來受到人們的青睞，本課題采用的是鈀基催化劑，將最不容易脫除的乙烷氣體作為尾氣處理的研究對象，分別探討了鈀金屬的負(fù)載量，以及催化劑載體和添加第二金屬對氧化活性的影響，最終優(yōu)選負(fù)載量為0.05％的Pd-Al2O3催化劑，實(shí)驗(yàn)證明添加第二種金屬并沒有提高乙烷的轉(zhuǎn)化