含硫煙氣中Ce改性Zr-MnOx催化劑脫汞性能的研究.pdf

1、過渡金屬氧化物催化劑在燃煤煙氣脫汞方面表現(xiàn)出十分可觀的潛在應用前景。但是其脫汞效率極易受到燃煤煙氣條件的影響，其中燃煤煙氣中存在的SO2對其影響尤為明顯。然而對于SO2在催化劑脫汞過程中的影響機制，現(xiàn)階段研究尚未有一個確切的解釋。因此，針對SO2在脫汞過程中的影響機制進行研究，對于開發(fā)新型高效的過渡金屬氧化物脫汞催化劑十分有必要。
　　本論文以Ce改性Zr-Mn為研究對象，對其Hg0吸附性能、Hg0催化氧化性能以及SO2對Ce0.

2、1-Zr-Mn脫汞性能的影響機制進行了詳細的研究。實驗中采用共沉淀法制備了 Zr-Mn，并經(jīng)過等體積浸漬法制備了 Ce改性 Zr-Mn催化劑Ce0.1-Zr-Mn等。在實驗過程中，通過將Ce0.1-Zr-Mn預吸附Hg0飽和將其Hg0吸附過程與Hg0催化氧化過程分開，進而分別研究了兩個過程中SO2的影響作用。并通過XRD、BET、H2-TPR、XPS、TGA等表征手段對催化劑的理化性質進行了表征，說明了SO2在Ce0.1-Zr-Mn表面

3、的Hg0吸附過程與Hg0催化氧化過程中的影響機制。本實驗對SO2在Ce0.1-Zr-Mn的Hg0吸附過程及Hg0催化氧化過程的影響機制進行了詳細的研究，并得到了相應的結論。研究結果表明：
　　Zr-Mn經(jīng)過Ce的改性后，其Hg0吸附容量以及Hg0催化氧化效率有了明顯提升，尤其是Ce0.1-Zr-Mn。其Hg0吸附效率在初始的40小時左右保持了超過90%的吸附效率，之后在經(jīng)過將近95小時的測試后，逐漸下降至30%左右，其Hg0吸附容

4、量為1.22×10-1 mg/g；經(jīng)過Ce改性之后，Ce0.05-Zr-Mn以及Ce0.1-Zr-Mn表現(xiàn)出十分優(yōu)異的Hg0氧化活性，其Hg0氧化效率在100-250℃范圍內(nèi)保持在90%以上；表征結果表明，Ce的改性可以提高Zr-Mn的BET比表面積，降低活性成分的結晶度，催化劑的還原溫度降低，因此，催化劑的氧化還原活性有所提高。
　　對于SO2影響機制的研究，實驗結果以及表征結果表明：在Hg0的吸附過程中，SO2會毒化 Ce0.

5、1-Zr-Mn表面的吸附活性位點形成 Mn-SO42-，從而使Ce0.1-Zr-Mn失去Hg0吸附活性；在Hg0的催化氧化過程中，當Ce0.1-Zr-Mn表面的活性位點完全被毒化形成 Mn-SO42-后，Hg0在 Ce0.1-Zr-Mn表面的催化氧化過程遵從Eley-Rideal機制，即SO2首先吸附在Ce0.1-Zr-Mn表面吸附，并與氣相中的O2反應形成SO3，SO3作為新的反應活性位點與Hg0以及O2反應生成HgSO4，從而完成H