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反应动力学


通过计算lnka和1/T之间的斜率与截距,可 以得到SCR反应中Ce02/Ti02催化剂的活化 能为51.2 kJ/mol.指前因子为248948 L/(g min). rNO=-k[NO] =-248948exp(-51200/(RT))[NO]0 (1-X)
总结 低温选择性催化还原氮氧化物技术的核心在于选 择高效的催化剂。 贵金属催化剂在低温下具有良好的催化活性和抗 水抗硫性能,但是由于贵金属选择性较差,且成 本高,因此在实际应用上并不具有很大的竞争优 势。分子筛催化剂低温催化活性不高,且H2O和 SO2存在时容易导致其失活。 金属复合氧化物催化剂是目前报道的活性、选择 性较高的催化剂。 因此,以复合氧化物催化剂为基础的低温SCR催 化剂,如将其中的几种进行组合制成多功能复合 催化剂将成为低温选择性催化技术中的关键问题。
低温SCR催化剂
金属催化剂
低温SCR 催化剂
分子筛 催化剂
炭基载体 催化剂
金属氧化物 催化剂
金属氧化物催化剂
CeO2因其出色的储氧能力和氧化还原能力, 在SCR烟气脱确催化剂领域受到极大的关 注。 本文通过对CeO2/TiO2催化剂进行动力学研 究,获得相关动力学参数,得到催化剂上 SCR反应速率与NO, NH3以及O2体积分数 之间的关系,计算出SCR反应所需的活化 能,建立SCR反应动力学方程,为催化剂 评价和反应机理研究提供新的思路。
反应级数的测量
因此,可以将反应速率表示为: rNO =-k[NO][O2]0.5
反应速率常数的测量 实际燃煤烟气条件下,O2对于SCR反应是ห้องสมุดไป่ตู้量的,因 此式(2)可改写 r NO=-ka [NO] 式中,ka表示表观速率常数,ka=k[O2]0.5将该式进行积 分得: F0 ln( 1 - X) ka= [ NO ]0 W 式中,Fo是NO的摩尔流量,mol/min; [NO]0为NO的摩 尔浓度,mol/L; W为催化剂质量,g; X为NO转化率。
从中可以看出,ln(1一X)与 W[NO]o/Fo呈线性 关系。这表明,反 应过程无内外扩散 的影响.根据图4 也可以计算出不同 温度下的反应速率 常数k,见表1,
活化能与指前因子
当反应温度的变化范围不是太大时,多相 催化反应的表观速率常数与温度间的关系 遵循Arrehenius方程),本文实验反应温度 变化不大,由此得出: ka=koe-Ea/(RT) 将上式取对数得到:In ka=lnk0 –Ea/(RT) 绘制以lnka为纵坐标、1 /T为横坐标的关系曲 线,
测定方法
反应级数 的测量
反应速率 常数的测量
活化能与 指前因子
低温SCR催化剂 反应级数的测量
NO转化的反应速率可以表示成反应物浓度的表达式:
rNO =-k[NO]x[NH3]y[O2]z 为了确定NO的反应级数,在NH3浓度1000 μL/L和O2体积分数为3% 的条件下,改变NO浓度(600~1600 μL/L),得到不同温度(225~275 。 C)下NO浓度与NO转化速率之间的关系,如图
本实验的亮点 1、溶胶一凝胶法制备过程中反应条件变化较为缓和, 反应前驱体在胶体中接触更为充分,更有利于金 属氧化物之间相互作用的形成。 2、低温选择性催化还原氮氧化物技术的核心在于选 择高效的催化剂。贵金属催化剂在低温下具有良 好的催化活性和抗水抗硫性能,但是由于贵金属 选择性较差,且成本高,因此在实际应用上并不 具有很大的竞争优势。分子筛催化剂低温催化活 性不高,且H2O和SO2存在时容易导致其失活。 金属复合氧化物催化剂是目前报道的活性、选择 性较高的催化剂。
CeO2/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO 反应动力学研究
主要内容
研究背景
反应机理
测定方法 简单评述
本实验的亮点
研究背景
选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR) 烟气脱硝技术是目前最有前景的脱除固定源NOx排放 的技术之一。 SCR工艺的核心是SCR催化剂体系,工业上常用的是 V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂。该催化剂操作温度范 围(300~400℃)相对较窄,高温时易生成N2O,活性组 分V有剧毒,易于将SO2氧化成SO3 。 SO3与NH3和 H2O反应生成NH4HS04和(NH4)S2O7,引起催化剂孔的 堵塞以及SCR反应器下游设备的腐蚀。 因此有必要开发具有高活性、宽操作温度窗口、高抗 硫性、环境友好的新型SCR脱硝催化剂。
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