论文总字数：18510字

摘 要

由氮氧化物引起的环境污染问题越来越严重，造成酸雨、光化学污染等一系列问题，破坏了人类赖以生存的环境，影响了人类的生存。我国每年都会燃烧大量的煤炭资源，尤其是在燃煤电厂，它被认为是最大的氮氧化物排放源，大约占据了总的氮氧化物排放的46%，所以需要尽快处理处理燃煤电厂的排放问题。

目前，选择性催化还原法（SCR）是去除烟气中氮氧化物最有效的办法，而低温SCR催化剂已经成为国内外的研究热点，并且发现锰基催化剂的反应条件相对较低，具有良好的工业化潜质。在不断研究中，开发出性能更为优良的低温锰基复合催化剂。通过将催化剂负载到氧化铝的陶瓷载体上，使催化剂也具备了优异的除尘效果。

本实验主要是通过硝酸锰和硝酸铁反应，然后负载于氧化铝的陶瓷载体上。探究铁锰比例、催化剂的焙烧温度、过滤速度、负载量对样品脱硝效率的影响。

关键词：氮氧化物；低温SCR；锰基催化剂

Preparation of low temperature denitration and dust removal integrated material

Abstract

The environmental pollution caused by nitrogen oxides is becoming more and more serious, resulting in a series of problems such as acid rain, photochemical pollution, etc., destroying the environment on which human beings depend, and affecting human survival. China burns a lot of coal resources every year, especially in coal-fired power plants, which is considered to be the largest source of nitrogen oxide emissions, accounting for about 46% of the total nitrogen oxide emissions, so it is necessary to deal with the emissions of coal-fired power plants as soon as possible.

At present, selective catalytic reduction (SCR) is the most effective way to remove nitrogen oxides from flue gas, while low temperature SCR catalyst has become a research hotspot at home and abroad, and found that the reaction conditions of manganese based catalyst are relatively low, with good industrial potential. In the continuous research, the manganese based composite catalyst with better performance has been developed. By loading the catalyst on the ceramic support of alumina, the catalyst also has excellent dust removal effect.

This experiment is mainly through the reaction of manganese nitrate and iron nitrate, and then loaded on alumina ceramic carrier. The effects of iron manganese ratio, calcination temperature of catalyst, filtration speed and loading amount on denitration efficiency of samples were investigated.

Key words: nitrogen oxide; low temperature SCR; manganese based catalyst

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 NH₃的选择性催化还原技术 2

1.3 SCR催化剂的发展 3

1.3.1 贵金属类催化剂 4

1.3.2 金属氧化物催化剂 4

1.3.3 分子筛类催化剂 5

1.3.4 碳基催化剂 6

1.4 SCR的反应机理 6

1.4.1 E-R机理 6

1.4.2 L-H机理 7

1.5 Fe-Mn催化剂在低温SCR中的研究 7

1.6 浸渍法 7

1.5 选题的目的、意义和主要研究内容 8

1.5.1选题的目的 8

1.5.2 研究内容 8

第二章 原料和制备工艺 9

2.1实验原料和化学试剂 9

2.2 实验仪器和设备 9

2.3 材料的制备方法 10

2.3.1 载体的制备 10

2.3.2 催化剂的制备 10

2.4 性能测试方法 10

2.4.1脱硝效率 10

2.4.2 过滤阻力 11

第三章 实验结果和数据分析 12

3.1 不同温度和铁锰比例对样品脱硝效率的影响 12

3.2催化剂的焙烧温度对脱硝效率的影响 13

3.3表面速度对样品脱硝效率的影响 13

3.4负载量对样品进行过滤阻力的测试 14

第四章 结论与展望 16

4.1 结论 16

4.1.1 不同铁锰比例 16

4.1.2催化剂的焙烧温度对脱硝效率的影响 16

4.1.3表面速度对样品脱硝效率的影响 16

4.1.4负载量对样品进行过滤阻力的测试 16

4.2 展望 16

参考文献 18

致谢 20

第一章 绪论

1.1引言

氮氧化物是影响大气环境的污染源之一，过多的排放氮氧化物会造成光化学烟雾、酸雨等一系列问题，对生态环境造成破坏，进而对人体健康造成危害^[1]。N₂O、N₂O₃、NO、N₂O₅、NO₂、N₂O₄是氮氧化物的主要存在形式。NO浓度过高会对身体造成危害，会进入人体与血红蛋白结合，降低运输氧气的能力，造成缺氧 ^[2]。氮氧化物(NOx)的大量排放也会造成雾霾的形成

一般而言，煤炭在燃烧的过程中会产生粉尘，氮氧化物，二氧化硫和一氧化碳，二氧化碳，其中最为严重的就是氮氧化物和二氧化硫所产生的污染^[3]。随着工业化的发展，煤炭的用量也在不断的增加。我国是世界上消耗煤炭最多的国家，每年都会排放大量的污染物。但是，由于污染物排放的问题没有得到根本性的解决，对环境的污染也在日益加剧。燃煤所造成的排放就是其中的一种，并且占有很大比重。在2010年，火电厂燃煤排放的氮氧化物占总的氮氧化物排放的50%左右^[4]。所以，控制火电厂中氮氧化物的排放已经非常紧急了。

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