摘 要

近年来，随着我国工业化进程不断加快，工业烟气排放量越来越大，我国能源消耗以煤炭为主，大气污染成为目前较为严峻的一个问题。多孔陶瓷是一种常用的气固分离材料，如今被广泛用于烟气的过滤除尘，可以有效地除去颗粒物，但是烟气中的NO_X等无法有效去除，为了提高烟气净化效率，可以将催化剂负载到多孔陶瓷中，达到脱硝除尘一体化的效果，但烟气中的H₂O和SO₂会造成催化剂中毒，影响到脱硝效率，本实验将研究不同类型的催化剂对H₂O和SO₂中毒的抵抗效果，从而找到最佳的抗中毒催化剂配方。

本实验中主要的研究内容包括：1.确定各类催化剂的最佳脱硝配方，发现Mn-Ce型在Mn：Ce摩尔比为0.6:1时拥有最佳脱硝性能；2.研究催化剂在加入H₂O后脱硝效率的变化情况，发现Mn-Ce型脱硝性能最佳；3.研究催化剂在加入SO₂后脱硝效率的变化情况，发现Mn-Ce-Zr型脱硝性能最佳；4.研究催化剂在加入SO₂ H₂O后脱硝效率的变化情况，发现Mn-Ce-Zr型脱硝性能最佳；5.测试负载量对于脱硝效率的影响，发现负载量为12%时脱硝活性最佳。

关键词：脱硝除尘 催化剂抗中毒 负载量

Study on the resistance of low temperature denitrification catalyst to poisoning

Abstract

In recent years, with the acceleration of China's industrialization process, the economy is developing rapidly, at the same time of industrial development, air pollution has become a more serious problem. Porous ceramics is a kind of commonly used gas-solid separation material, it is now commonly used in flue gas filter dust, can effectively remove particulate matter, but can't effectively remove such as NO_X in flue gas, in order to improve the efficiency of flue gas purification, catalyst can be load to the porous ceramics, achieve the result of integration of denitration dust removal, but the H₂O and SO₂ in flue gas can cause catalyst poisoning, affect denitration efficiency, this experiment to study different types of catalyst for H₂O and SO₂ poisoning resistance effect, so as to find the best catalyst poisoning resistance formula.The main research contents in this experiment include: 1. Find out the formula of the optimal denitration efficiency of four kinds of catalysts; 2. Study the changes of denitrification efficiency of the four catalysts after adding SO₂; 3. Study the changes of denitrification efficiency of the four catalysts after adding H₂O; 4. Study the changes of denitrification efficiency of the four catalysts after adding H₂O SO₂; 5. Test the influence of load on denitration efficiency

The main research contents in this experiment include :1. Determine the optimal denitrification formula of various catalysts, and find that Mn-Ce type has the best denitrification performance when the molar ratio of Mn: Ce is 0.6:1; 2. Study the change of denitrification efficiency of catalyst after adding H₂O and find that mn-ce type has the best denitrification performance; 3. The change of denitrification efficiency of catalyst with SO₂ was studied, and it was found that Mn-Ce-Zr type had the best denitrification performance; 4. Study the change of denitrification efficiency of catalyst with SO₂ H₂O, and find that Mn-Ce-Zr type has the best denitrification performance; 5. The effect of load on denitrification efficiency was tested, and it was found that the denitrification activity was the best when the load was 12%.

KeyWords: denitrification and dust removal; catalyst resistance to poisoning; load

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1国内外研究进展 2

1.1.1 国内大气污染情况 2

1.1.2 现代烟气脱硝技术 2

1.2 SCR系统装置的布置 3

1.3选择性催化还原（SCR）技术的发展与应用 4

1.4 影响选择性催化还原技术应用的因素 4

1.5 SCR目前存在的问题 5

1.6催化剂中毒 5

1.6.1 H₂O中毒 5

1.6.2 SO₂中毒 6

1.7 低温SCR催化剂 6

1.7.1低温SCR催化剂的种类 6

1.7.1低温SCR催化剂的研究进展 6

1.7.2 Ce-ZrO₂在低温SCR中的应用 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验原料 8

2.2 主要实验设备 8

2.3载体和催化剂的制备 9

2.3.1 载体的制备 9

2.3.2 催化剂的制备 9

2.4 性能测试方法 9

2.4.1脱硝效率 9

2.4.2 过滤阻力 10

第三章 结果与讨论 12

3.1 摩尔比对于脱硝效率的影响 12

3.2 催化剂负载量对于脱硝效率的影响 14

3.3 H₂O对于脱硝效率的影响 15

3.4 SO₂对于脱硝效率的影响 16

3.5 H₂O SO₂对于脱硝效率的影响 18

3.6 干燥方式对于过滤阻力的影响 19

第四章 结论与展望 20

4.1 结论 20

4.1.1 催化剂配方 20

4.1.2 抗H₂O性能 20

4.1.3 抗SO₂性能 20

4.1.4 抗SO₂ H₂O性能 21

4.1.5 负载量与脱硝效率 21

4.1.6 干燥方式与过滤阻力 21

4.2 展望 21

参考文献 23

致谢 25

第一章 绪论

近年来，我国正经济高速发展，人民的物质和精神生活都愈加丰富，国家呈现出一片繁荣发展之态，而在这高速繁荣发展的背后，却暗藏着严重的环境污染问题。如今的社会，发展和环境保护似乎已经成为了矛盾，我国是煤炭资源消耗大国，煤炭将长期成为我国能源的主要来源^[1]，而煤炭燃烧会产生的大量氮氧化物，直接影响是会加剧光化学烟雾的污染，加剧酸雨的生成，其次还会间接加重水体的富营养化，严重威胁着人们的生命健康^[2]。我们也是出台了相应的政策，来控制氮氧化物的排放，烟气脱硝是继烟气脱硫后又一个需要重点把控的领域^[3]。

目前煤炭是我国能源结构的主要组成部分，在整体能源中占有70%左右的比例，煤炭等矿物的燃烧，会往大气中排放大量未完全燃烧的细小颗粒物、大量的氮氧化物和二氧化硫，对于大气的污染是非常严重的，直接危害着我们的日常生活环境，城市癌症发病率最高的是肺癌^[4]，PM10可进入呼吸道，PM5可通入肺部支气管，而PM1则可直接通入肺泡，说明大气污染直接威胁着人民的生命健康。近几年我国越来越关注空气污染状况，前些年国务院也颁布了大气污染防治的行动方案，强调出需要通过综合治理来减少大气污染物的排放，深化污染治理。

通常来说，氮氧化物是指NO和NO₂。煤炭燃烧过程中，其中的S和N与空气中的O₂在高温下反应，生成NO和NO₂，其中NO占比一般为95%。NO若是被人体呼吸进入血液中，会迅速与血红蛋白结合反应，降低血红蛋白的吸氧能力，如果吸入过多的NO，人体则会缺氧，表现为头晕眼花等不适症状，严重可致死。当NO被排放到空气中，又容易与O₂发生反应，NO可以被氧化为NO₂，进而再与空气中的H₂O反应生成硝酸和亚硝酸，在特定条件下会形成酸雨，危害到农林业和建筑业等，不仅造成了物质损失，同时还会腐蚀名胜古迹^[5]，对人类的精神文明造成不可弥补的损失。随着我国居民生活水平的提高，人们开始愈发关注自己的生活环境，其中大气污染成了饱受关注的话题。

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