脱硝催化剂的活性与表征测试方法总结

有用有用文案文案脱硝催化剂的活性与表征测试方法总结NH3-SCR抗水，抗硫试验一．活性测试NO动力学区试验NH

-SCR3NH-SCR340-6040-606mm所需反响气的总流量，以及配气的浓度，算出流量计的理论值，再用皂泡法标出实际流量值。在确定的空速下，可以得出所需催化剂的体积。活性测试过程中NO和NO2

浓度由化学发光NOx检测，N

2.4m2 3催化剂的稳态活性数据在反响到达稳定后(一般40min)采集，测试温度区间为150℃-450℃。NH

-SCR的原理为4NH+4NO+O＝4N。6HO。2

3 3 2 2具体试验步骤：在红外光谱仪的气体池中通入氦气，翻开控温仪，MCT检测器中加满液氮，然后再进展扫谱。先扫一个背景谱，保存后再扫一个样品谱，直至样品谱平稳。扫背景的目的是吹扫杂质气体，有利于扣除空气中的二氧化碳和水蒸汽的红外信号，有利于得到“干净”的样品红外光谱。称取确定质量的催化剂颗粒置于反响管中，在催化剂的上下两层分别装有确定量的40-60目的石英砂〔下层起支撑的作用，上层起到保温的作用〕，200℃下，He30min，除去外表的杂质。〔在预处理完毕后He〕常温吸附冷却至室温后，通入反响气体。翻开NOX

，监测反响器出口NOX

浓度，待浓度数值稳定后，登记数值，方可进展升温反响。。按确定速率升温到各指定反响温度段。在恒定温度下监测反响器出口浓度，同时用红外光谱仪监测出口的NH和NO。3 2HENH3中残存的NH3，以免对管路及仪器造成腐蚀。以对NOX标，

的转化率和N2

选择性作为评价催化剂脱硝活性的指NOxN2NH-SCR3抗水，抗硫试验在实际的烟气之中含有确定量的二氧化硫〔 SO2

〕和水蒸气〔HO〕，即使经过脱硫装置后，烟气中照旧存在低浓度的 SO。烟2 2SO2

HOSCR2的失活。基于催化剂的活性测试试验方案，在进气中添加一路SO/HeSOSO

。水蒸气的注入方2 2 2法是将O

/He这路气体通过装有去离子水的洗气瓶，通过加热得到2需要的水蒸气浓度。试验步骤为：在对催化剂进展预处理与常温吸附饱和后，首先5℃/min3001h。然后通入SO气体或HO，监测反响器出口NO浓度的变化。最终通入SO2 2 X 2或HO6hSO气体或HO2h，观看催2化剂NOX

2 2转化率的变化。NO有用有用文案文案SCRNONO2化复原反响，其反响速率比标准SCR反响快得多，此时反响遵循反应式：2NH

+NO+NO＝2N3HO,该反响被定义为快速SCR反响。在3 2 2 2NONO2SCRSCR180CO以上起支配作用，起反响速度比标准SCR10因此，承受程序氧化(Temperature-programmedoxidationTPO)技术表征催化剂催化氧化NOHe气流(50mL/min)中500°C预处理1h。降至室温后，通入含NO+O2

的He气流(100mL/minNOx

5°C/min温度。用42i-HL型氮氧化物气体(赛默飞世尔公司)分析产物NOx反响动力学试验动力学试验包括内集中的消退，外集中的消退，反响速率的测定，活化能的测定等。Ⅰ.内集中的消退试验在内集中区，反响速率的提高可以承受减小催化剂颗粒和转变孔构造的方法，这些方法不转变表观活化能，使用足够小的催化剂颗粒且催化剂无孔时，内集中就可以消逝，从而发生本征动力学区向外集中区的直接过渡，即消退内集中影响。对于内集中问题，常用的方法是将同一批催化剂经过压片过筛取不同粒径的样品，测在一样条件下不同催化剂粒径样品上的转化率。一般而言，假设转化率随颗粒的减小而增加，则说明传质影响不能无视；假设转化率不随催化少，转化率会上升到一极限值，使用与这一极限值相对应的粒径或小于这一极限值粒径的催化剂进展争论，即可认为排解了内集中的干扰。具体试验步骤为：将催化剂过标准筛网，得到不同目数的催化剂，分别为：40~60、60~80、80~100、100~200200~300目。①首先选择确定目数的催化剂，装入反响管中，用氦气进展预处理。〔NO+NH+O+HE〕对催化剂进展常温吸附，翻开NO

，监测反3 2 X应器出口NOX

浓度，待浓度数值稳定后，登记数值。③最终选择在某个恒定温度下〔此温度的选取一般要求其转化率在%15以下〕监测反响器出口浓度，进而计算转化率随催化剂目数的变化关系。例如，当NO转化率随着催化剂目数的增加〔即粒径的减小〕逐x渐增加，在目数为80~100目时到达最大值，进一步减小催化剂的粒径，NO转化率根本保持不变，认为当催化剂粒径在80~100目之间x及以下时内集中可以消退，确定使用100~200目催化剂进展后续试验。Ⅱ.外集中的消退试验在外集中区，反响速率与流体的线速度有直接的函数关系。对于外集中对催化反响速率的干扰问题，可以在空速不变的条件下，即随反响物流量变化而增减催化剂的用量保证一样停留时间，依据气体流量对转化率的影响进展推断：假设转化率随流量的增加而增加，则说明传质影响不能无视；假设转化率不随流量大小而变，则说明传质的影响可以无视。具体试验步骤为：①选取排解内集中后所得到确实定目数的催化剂装入反响管中，用氦气进展预处理。〔NO+NH+O+HE〕对催化剂进展常温吸附，翻开NO

，监测反3 2 X应器出口NOX

浓度，待浓度数值稳定后，登记数值。③最终选择在某个恒定温度下〔此温度的选取一般要求其转化率在%15以下〕监测反响器出口浓度，进而计算转化率随流量变化的关系。Ⅲ.反响速率的测定所谓速率是指单位时间及单位反响空间〔包括催化剂量〕内某一反响物消耗或某一产物生成的质量。对于一个标准NH

-SCR3+6H

O，其反响速率方程可以写为：3 2 2 2r=k[NO]α[NH

γ 各反响物种O浓度大大过量，复原剂NH3 2 2 3较强，因此认为上述反响为准一级反响，则其反响速率方程可以写为r=k[NO]。在排解内外集中的影响，且把握NO15%以内x

/〔W/FA

〕A，0其中X为NOWF为NOA x A，0 x流率。Q/W总

由于F

A，0

=C*Qin

所以上式可以转化为：r=〔CCin

〕×out其中rNO，mol·s-1·g-1；C为室温下NOx in xmol·mL-1；C为反响温度下NO，mol·mL-1；Q为反响气体总out x 总流量，mL·min-1；wg。反响速率试验进展的条件为：选择的催化剂的目数为排解内集中之后的目数，气体总流量为排解外集中所得到的流量，确定的配气浓度，以及确定的空速。具体试验步骤为：①50mL/minHe2000.5h。②然后降至室温吸附NO至稳定后登记数值。x③45min后进展。Ⅵ活化能的测定表观活化能是评估催化剂活性的一个重要动力学参数，求算表观活化能Ea

k=Ae-Ea/RT对上式两边做不定积分，可得其不定积分形式:lnk=-E/RT+lnAa其中kEa

为表观活化能，R8.314J·mol-1·K-1，TAk的量纲。由试验测得不同温度下相应的速率常数k，以lnk1/T

/R，即可得Ea a关键参数速率常数k程R=dc/dt=-kc，其定积分式为lnCA=-kt+lnCA0其中tC为起始NOC为反响时间tA，0 x ANO浓度，在确定温度下以lnCAtx其斜率取负值即为该温度下k。具体试验条件与反响速率测定条件一样，数据采集由NOx1min。1NH-TPD3二．表征测试方法2NO-TPD3原位红外试验方法NH-TPD3NH-TPDBALZERS3OmnistarNH3

的浓度。为排解水的影响，承受核质比16NH

。NH-TPD3 3具体试验步骤为：① 406050mg10vol.%的O/He〔50mL/min〕中500℃预处理30min，除去样品外表2的杂质及水分。〔12〕② 1004000ppmNH3〔50mL/min〕进展吸附。〔在吸附之前，需要对氨气进展旁路与稳定，在预处理快完毕时，把四通切到1，翻开氨气，待氨气1〕。③ 吹扫。待吸附饱和后，通入高纯氦气〔50mL/min〕吹扫至质谱信号稳定。〔2〕④ 10℃/min700℃，升温过程中记录脱附曲线。2.NO-TPDNH

-TPD50mg，310vol.O

/He50030min502mL/min10050mL/min2700ppmNO50mL/min纯氦气吹扫至质谱信号稳定后，以10℃/min的升温速率升温进展脱附步骤至700℃，并记录脱附曲线，用NO监测x反响器出口气流中NO、NO和NO2 x原位红外试验方法InsituFTIRBrukerTensor274cm-116测器为MIR检测器。原位红外试验包括吸附试验，预先吸附后反响试验，吸附后的TPSR进展试验之前的预备工作是称取催化剂10mg压片，压力机压力为10MPa，压片时间2min，确保自支撑片外表光滑且完好无裂缝方可进展试验。3吸附试验包括NH3

+NO+O2

共吸附。2310℃/min的233 3 He〔50mL/min〕5000.5h，100℃保温，在He气氛中读取背景值。在读取背景值之后通入气体进展吸附，气体总流量为120mL/min，典型的吸附气体包括500ppmNH+He、500ppmNO+5.3vol.%O+He以及500ppmNH+500ppmNO+5.3vol.%O+He，吸附至饱和并记录变化谱图，吸附饱和后换He3 3 在弄清楚各反响物在催化剂外表的吸附形式后，却觉察共吸附时并不是各吸附物种的一个叠加，因此下面列出了各反响物的吸附物种是如何与另一反响物种发生反响的，以更好的说明机理路径。NH3

NO+O2

NO+O2NH3

反响。具体试验步骤与吸附反响类似，不同之处是在一种气体吸附饱和后用氦气吹扫，再通入另一种气体在确定的温度下进展反响。所反映的是吸附态的物种与气相之间的反响。③吸附后的TPSRTPSRNH3

TPSRNO+O2

TPSR

+NO+O

TPSR3 2附饱和后，直接进展程序升温外表反响。反响物典型气氛包括500ppmNH3

、500ppmNO+5.3vol.%O2

及500ppmNH

+500ppmNO+5.33vol.%O5℃/min2率程序升温至450℃，间隔50℃记录一个反响谱图，来反映不同温度下复合氧化物催化