SCR多元催化劑脫硝性能試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，中國(guó)電力工業(yè)產(chǎn)生的NO<,x>污染不斷加劇，控制氮氧化物的排放已經(jīng)成為電力環(huán)保行業(yè)的重點(diǎn)。 本課題采用氨法選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，以自制納米級(jí)V<,2>O<,5>/TiO<,2>基催化劑為研究對(duì)象，研究催化劑組成和操作條件對(duì)催化劑活性的影響。結(jié)合BET、XRD等表面分析手段考察了納米級(jí)銳鈦型FiO<,2>為載體多元V2O<,5>-WO<,3>(MoO<,3>、CeO<,2>)/TiO<,2>脫硝催化

2、劑，研究和討論了反應(yīng)溫度、NH<,3>/NO比、空速比等工藝參數(shù)對(duì)其脫硝(De-NO<,x>)性能的影響以及不同助催化劑情況下對(duì)NO、N<,2>O和N<,2>O轉(zhuǎn)化的影響，總結(jié)并比較催化劑的適用范圍和條件。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)分別含有助金屬氧化物WO<,3>、MoO<,3>和CeO<,2>的催化劑對(duì)脫氮性能影響不同，MoO<,3>較WO<,3>、CeO<,2>對(duì)NO、NO<,2>脫除效果更明顯，但其生成的N<,2>O也高于后者；不混合其它族系金屬

3、氧化物CeO<,2>催化劑的低溫效應(yīng)不明顯。但其選擇性好，生成N<,2>O的量少于WO<,3>和MoO<,3>。在W、Mo共混的四元催化劑中，當(dāng)四元催化劑中W/Mo=1/2時(shí)，能獲得較好的催化效果，同時(shí)使得催化反應(yīng)的溫度窗口變寬，但就其商業(yè)價(jià)值來(lái)說(shuō)，在要求DeNO<,x>效率不是很高的地方，性價(jià)比遜于三元催化劑。 在忽略外擴(kuò)散的影響下，本文采用Eley-Ridea機(jī)理的一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)反應(yīng)條件適當(dāng)簡(jiǎn)化，建立反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，

4、對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。通過(guò)編制的Matlab程序，計(jì)算求出催化劑的本征反應(yīng)活化能和指前因子，并對(duì)比其它參考文獻(xiàn)的活化能進(jìn)行分析。催化劑中3﹪WO<,3>-6.7﹪MoO<,3>-V<,2>O<,5>/TiO<,2>的反應(yīng)活化能最小，說(shuō)明3﹪Wo<,3>-6.7﹪MoO<,3>-V<,2>O<,5>/IiO<,2>反應(yīng)溫度的窗口范圍較寬，同溫度下，反應(yīng)速率變化較快。 引入計(jì)算流體力學(xué)(CFD)Fluent軟件，結(jié)合工業(yè)上運(yùn)用較

5、為廣泛的蜂窩狀、波紋狀、斜板狀催化劑結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出的化學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，在試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上模擬了不同結(jié)構(gòu)催化劑的流場(chǎng)，并對(duì)幾種不同結(jié)構(gòu)催化劑阻力進(jìn)行分析對(duì)比。從流體力學(xué)角度考慮，波紋板和斜板能降低煙氣對(duì)催化劑的沖刷；而從表面積灰的角度考慮，蜂窩狀催化劑比較好，不會(huì)有溝流。波紋狀的催化劑容易積灰，且斜角的緩坡容易形成橋連；此外，在此基礎(chǔ)上還模擬了四種催化劑在反應(yīng)器中DeNO。效率。模擬過(guò)程發(fā)現(xiàn)高空速比下催化劑的外擴(kuò)散現(xiàn)象不明顯，但內(nèi)擴(kuò)散不