钴钼催化剂 开滦集团竟用这种方法减排 N_2O 尾气

钴钼催化剂 开滦集团竟用这种方法减排 N_2O 尾气

【摘要】：本文主要针对己二酸装置N_2O尾气的减排，开展了两部分工作，第一部分是筛选出催化分解N_2O的过渡金属活性组分及其负载量，另一部分是研制制备工业中试催化剂并完成N_2O尾气中试实验。第一部分以拟薄水铝石型号P-DF-07-LSi为载体，采用等容浸渍法制备了系列/γ-催化剂及/γ-催化剂，并在微型固定床反应器中对催化剂的活性进行了评价。采用XRD、BET、H_2-TPR等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明，所有催化剂经550℃焙烧4h后均具有尖晶石结构，催化剂的比表面积随金属氧化物负载量的增加而减小，催化剂中的氧化铜可以降低还原峰温度，从而明显提高催化剂的活性。 当Co负载量为9%、Cu负载量为16%、Zn负载量为3%时催化剂活性最好，N_2O转化率达100%时反应温度为528℃。研究了载体γ-分子筛与Hβ分子筛配比对催化剂的影响，两种载体经机械混合后，无明显堵孔现象，Hβ分子筛载体增强了催化剂的还原能力，能明显提高催化剂在催化分解N_2O时的活性。

第二部分工作主要制备约200kg工业催化剂并在中试装置中考察其催化分解N_2O活性。考虑催化剂制备成本，选用拟薄水铝石型号P-DF-03为载体，以工业级原料硝酸钴、硝酸铜、硝酸铈为活性组分前驱体，采用挤压成型法制备三叶草形催化剂。首先采用单因素实验法考察成型条件对三叶草形催化剂物理性质及其催化分解N_2O活性的影响，包括HNO_3浓度、田菁粉含量、水粉比。结果表明，随着HNO_3浓度和水粉比的不断增加，成型催化剂的机械强度先升高后降低，随着田菁粉含量的增加，成型催化剂的机械强度降低，田菁粉含量和水粉比的变化对催化剂活性无明显影响。 其次采用正交试验法综合考察HNO_3浓度、田菁粉含量、水粉比对三叶草型催化剂机械强度和催化分解活性的影响，确定了三叶草型催化剂的最佳制备条件：HNO_3浓度0.6%、田菁粉含量3%、水粉比0.35 mL·g~(-1)。依托己二酸尾气处理中试装置，在真实的己二酸尾气环境中研究了γ-催化剂的性能，主要研究了体积空速、入口温度、N_2O入口浓度对N_2O催化分解的影响。第一次实验将92 kg催化剂装填于ID560*H720反应器中。

结果表明:当体积空速为2500h~(-1)、入口温度为550℃、N_2O入口浓度为10%时,N_2O转化率最高可达93.3%,反应器出口温度为647.2℃;第二次实验中,反应器中装填43kg催化剂,当体积空速为2288h~(-1)、入口温度为520℃、N_2O入口浓度为11.71%时,N_2O转化率可达99.27%,反应器出口温度为694.5℃,满足合作企业的要求(N_2O转化率达99%时反应出口温度在700℃以内)。