《γ-Al_2c2_O_2c3_负载型稀土催化剂的改性及脱硫性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《γ-Al_2c2_O_2c3_负载型稀土催化剂的改性及脱硫性能研究（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 I摘 要 燃煤烟气中 SO2的污染问题已经成为一个全球性难题，而且尚未有一种很好的解决方法，为此，近几年提出了烟气直接还原脱硫技术，因为烟气直接还原脱硫技术的最终产物是单质硫，无废水废渣排放。由于燃煤不可能完全燃烧而产生一定的 CO 有害气体，而 CO 又是一种还原性气体，因此，以烟气中的有害成分 CO 为还原剂脱除烟气中的 SO2，实现以废治废，成为 La/-Al2O3催化剂直接还原脱硫技术的一大特点和优势。尽管该催化剂的脱硫反应温度较高，但是若能够通过改性解决这个问题，那么改催化剂的应用前景仍然是很好的。因此，本文用 Ce、Fe 和 Ti 对 La/-Al2O3催化剂进行改性，使该催化剂
2、在较低的还原脱硫反应温度下能够保持较高的脱硫活性。 本文用Ce、Fe和Ti对-Al2O3负载型稀土催化剂进行改性，从一下几个方面进行了实验研究： 1.采用浸渍法制备了一系列的-Al2O3负载型稀土催化剂：La/-Al2O3、La-Ce/-Al2O3、La-Fe-Ce/-Al2O3和La-Fe-Ce-Ti/-Al2O3；研究比较适宜的Ce、Fe、Ti和La的配比、制备工艺和焙烧条件； 2.在实验室一模拟烟气脱硫装置中进行还原脱硫实验，研究改性催化剂的脱硫活性及不同焙烧温度对其脱硫活性的影响； 3.通过BET、XRD和SEM等分析手段对改性催化剂进行表征，研究催化剂改性前后物相变化，探索改性催化剂
3、催化还原脱硫机理。 研究发现：500焙烧制得的催化剂的脱硫活性相对较高；经 Ce 改性制得的9%La-5%Ce/-Al2O3催化剂的脱硫活性明显高于单组分9%La/-Al2O3催化剂的脱硫活性 ， 其 反 应 所 需 温 度 为 600 ， 脱 硫 率 为 98.7% ； 经 Fe 改 性 制 得 的9%La-3%Fe-5%Ce/-Al2O3催化剂的脱硫反应温度为 500，脱硫率为 98.8%；经过Ti 改性制得的 9%La-3%Fe-5%Ce-0.8%Ti/-Al2O3催化剂的脱硫反应温度为 420，脱硫率为 99.3%；该类催化剂脱硫反应中的活性相为 La2O2S、FeS、FeS2及具有储
4、氧和传递氧能力的 CeO2和 TiO2，其脱硫机理可能为中间产物机理与氧空位理论的协同作用。 关键词：关键词：脱硫 催化还原 改性 稀土 IIABSTRACT The pollution of SO2 produced from coal-fired smoke has been becoming a global problem, and there is none effectual technique to resolve it. Therefore, the direct reduction of SO2 technology has been brought forward nowa
5、days, as the characteristics of this technology is that the finally production is element sufur and no water pollution or solid waste pollution in the process of desulphurization. Because coal can not be fired completely, in the coal-fired smoke, there must be some deoxidized CO which is deleterious
6、. Using CO from flue gas as the reducing agent to reduce fulfur dioxids to element fulfur by catalyst is one of the distinct characteristics of rare earth catalyst supported on -Al2O3. Though, in the desulphurization process, the high reaction temperature needed is one prodigious disadvantage of thi
7、s kind of catalyst for catalystic reduction of fulfur dioxides, if this problem can be solved by modification means, the modification catalyst may be used in the field of flue gas desulphurization gradually. So, in this thesis, CO is used as reducing agent and Ce, Fe and Ti are used as additive to m
8、odificate La/-Al2O3 aiming to prepare a kind of catalyst which can keep high activities in relatively lower reaction temperature in the process of desulphurization. Ce, Fe and Ti are used to modify La/-Al2O3 cataly, and the research content are described as following: 1. a series of catalysts of -Al
9、2O3 loaded by rare earth: La/-Al2O3、La-Ce/-Al2O3、La-Fe-Ce/-Al2O3 and La-Fe-Ce-Ti/-Al2O3 have been prepared by dipping Ce,Fe,Ti and La into -Al2O3 to study the feasible prepare ratio and bake temperature. 2. In a suit of lab experimental simulation system, all the experiments are carried out in order
10、 to study the desulphurization activities of modification catalyst and the influence for the desulphurization activitie in deffrent baking temperature. 3. In this thesis, BET, XRD and SEM are used to research the component changing of modification catalysts. And researching the desulphurization mech
11、anism of modification catalysts is another aim of this thesis. IIIDisquisitions indicate that, in the desulphurization experiment, the activity of catalyst 9%La-5%Ce/-Al2O3 is much higher than single catalyst 9%La/-Al2O3 and the reaction temperature of catalyst 9%La-5%Ce/-Al2O3 is 600 centigrade, wh
12、ile the SO2 conversion rate is 98.7%; The reaction temperature of catalyst 9%La-3%Fe-5%Ce/-Al2O3 is 500 centigrade, while the SO2 conversion rate is 98.8%; And, The reaction temperature of catalyst 9%La-3%Fe-5%Ce- 0.8%Ti/-Al2O3 is 420 centigrade, while the SO2 conversion rate is 99.3%. La2O2S, FeS,
13、FeS2 are the active phases of the catalyst 9%La-3%Fe-5%Ce-0.8%Ti/-Al2O3, furthermore, CeO2 and TiO2 which have the abilities to deposit and transport oxygen in the reaction are both the active phases too. The desulphurization mechanism of catalyst 9%La-3%Fe-5%Ce-0.8%Ti/-Al2O3 is the cooperative proc
14、ess of medial producetion mechanism and oxygen vacancy mechanism. Keywords: desulphurization catalytic reduction modification rare earth 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
15、 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日本论文属于 11 绪 论 随着全球工业发展和人口的增长，环境问题己经引起了人们的普遍关注。世界各国对废水、废气、废渣的排放都作了相应的规定。在大气污染中
16、，二氧化硫污染倍受关注。目前，研究开发高效且无二次污染的脱硫新技术己经成为一个重大而急切的研究课题。 1.1 我国二氧化硫污染现状及控制政策 我国是世界上最大的煤炭生产和消费的国家之一，煤炭在中国能源结构中的比例高达76.2%，而且高硫煤(含S2%)所占比例较大1，相应的SO2的排放量也比较大。80年代初，我国SO2年排放量约1400万吨，年递增率6%9%，到1995年，我国SO2的年排放量增加至1891万吨。尽管，由于国家对环境保护的日益重视，在一定程度上遏制了SO2排放量的增长势头，但是，1998年我国SO2的排放量仍高达1593万吨2。然而，到2000年我国二氧化硫的排放量在此高达2000多吨，超过美国而成为世界上二氧化硫排放量最大的国家。 大量排放的二氧化硫使我国的大气环境受到较大面积的污染，2002年，因SO2排放造成全国有22.4%的城市SO2超过国家环境空气质量
