低浓度有机物催化燃烧整体式催化剂制备与性能分析

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1、北京化工大学硕士学位论文低浓度有机物催化燃烧整体式催化剂制备与性能分析姓名：王天明申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李建伟20090603摘要低浓度有机物催化燃烧整体式催化剂制备与性能分析低浓度挥发性有机物如果不加以处理直接放空，会对大气造成严重污染，而低浓度甲烷直接放空对大气造成严重污染的同时，也是一种资源的浪费。本文以低浓度有机物和低浓度甲烷催化燃烧脱除为对象，开展了整体式催化剂的制备与性能评价的研究。以XRD表征和实验研究相结合的方式，较为系统的考察了Ce／Zr助剂、贵金属Pd活性组分、催化剂的制备方法与工序等对VOCs催

2、化燃烧整体式催化剂性能的影响，确定了以堇青石陶瓷蜂窝载体为第一载体，三氧化二铝为第二载体，Ce／Zr摩尔比3：1的共融体为助剂，采用沉淀法负载O．1％的活性组分，后再用水合肼对催化剂进行还原处理、焙烧等步骤和工序为催化剂的配方和制备工艺。实验考察了所制备整体式催化剂对含醇类、酯类、和苯类有机废气的处理效果。并以低浓度甲苯为例，考察了有机物浓度、反应温度和操作空速对所制备催化剂性能的影响。基于所制备的整体式催化剂和单因素实验法，系统考察了浓度、温度和空速等操作条件对低浓度甲烷催化燃烧过程的影响，结果表明，当反应温度在430。C以上、空速在

3、20000h’1以下，可保证甲烷转化率达到90％以上。以所制备催化剂为基础和以低浓度甲烷催化燃烧为模型反应，开展了流向变换催化燃烧实验研究，探讨了换向周期、操作空速和甲烷浓度对整北京化T大学硕上学位论文体式催化剂性能和甲烷转化率的影响，结果表明，换向周期、反应物浓度和空速是三个重要的操作参数，对反应器内温度的轴向分布影响显著，所制备的整体式催化剂可保证进料甲烷浓度在低于O．5v01％的情况下，仍能维持自热平衡。关键词：整体式催化剂，催化燃烧，低浓度有机物，流向变换llPRE誓ARATIoNANDPERFoRM溘NCEEVA山UATIoN

4、oFMoNoLITHICCATALYSTFoRTHECATALYTICCoMBUSTIoNoFLEANVoCSABSTRACTVolatileorganiccompoundsandleanmethanewillseriouslypollutetheenvironmentandbeawasteofresourcesifemittedfreely．Therefore，preparationandperformanceevaluationofthemonolithcatalystswereinvestigatedinthisarticle，i

5、nordertorealizethecharacteristicsofcatalyticcombustionofsuchsubstancementionedabove．CombinedtheperformanceevaluationwithXRDcharacterizingofthemonolithcatalystspreparedhere，theeffectfactorsofthemonolithcatalystperformancewerestudied，includingCe／Zrauxiliaryagent，Pdcontent，

6、preparationmethodandprocess．Theoptimalpreparationconditionsforthemonolithcatalystweredeterminedasfollows：Pdcontent0．1％，Ce／Zrmolarratio3：1，cordieriteasfirstsupporter,A1203assecondsupporteranddepositingmethod．Theactivecontentsdeoxidizedbyhydrazinehydrateexhibitedexcellenta

7、ctivity．Thecatalystspreparedwiththetechnologyabovecaneffectivelyremove北京化_丁大学硕十学晓论文thevolatileorganiccompounds，suchasalcohols，estersandbenzene．Takingleanmethanecatalyticcombustionasamodelreaction，theinfluenceoftheconcentrationofmethane，temperatureandspacevelocityontheper

8、formanceofmonolithiccatalystwereinvestigated，respeactively．TheresultsshowedthatCH4conversionwouldreacha