WO3-ZrO2/TiO2-CeO2-MnO2选择性催化还原NO热动力学和反应机理研究

• 作者: 宋静 金奇杰 计雯钰 徐慕涛 戴毅 徐海涛
• 来源期刊: 电力科技与环保
• 学科: 地球科学
• 关键词: 氮氧化物 催化还原 金属氧化物 热力学 活化能 反应机理 高温 稀土
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 热能工程|Thermal energy engineering
• 页码范围: 10-17
• 页数: 8页
• 分类号: TK16|X705
• 语种: 中文
• DOI: 10.19944/j.eptep.1674-8069.2022.01.002

摘要

工业治理氮氧化物主要应用的是高效稳定的选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝技术,为了研究面向垃圾焚烧行业的烟气脱硝催化剂,采用共沉淀法与浸渍法联用,制备得到了WO3-ZrO2/TiO2-CeO2-MnO2催化剂用于NH3-SCR,研究其热动力学并计算得到其活化能.结果 表明,对于WO3-ZrOJTiO2-CeO2-MnO2催化剂,内外扩散近似消除的条件为:颗粒粒径为0.25～ 0.38 mm,催化剂质量为0.1 ～0.2g,气体流速在667～1000 mL/min.在此条件下,WO3-ZrO2/TiO2-CeO2-MnO2催化剂脱硝时O2和NH3的反应级数均是0级,NO的反应级数是1级.WO3-ZrO2/TiO2-CeO2-MnO2催化剂的表观反应活化能为33.3 kJ/mol,相对低于现有不同催化剂体系的表观反应活化能,因此,其具有优异的NH3-SCR脱除NO的活性.与此同时,低温下-NH2*与单齿亚硝酸盐和双齿硝酸盐反应,生成N2和H2O,遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理;同时,NH4与气相NO发生反应,生成N2和H2O,遵循Eley-Rideal(E-R)机理.高温下主要是NH4与气相NO快速发生反应,生成N2和H2O,遵循E-R机理.因此,WO3-ZrO2/TiO2-CeO2-MnO2催化剂在低温下同时遵循E-R和L-H机理,而在高温下主要遵循E-R机理.