催化剂比表面积与孔结构测定方法共63页文档
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催化剂的表面积与孔结构一. 催化剂的表面积一般:催化剂表面积愈大,其上所含的活性中心愈多。
因而,表面积愈大,活性愈高。
(一)表面积与孔的关系实心的固体物质,即使颗粒度很小,比表面积也是很低的;通常的催化剂具有很高的比表面积,是由于其具有大量的微孔结构。
微孔为催化剂提供了巨大的比表面积。
内表面与外表面:许多催化剂的内表面积远远大于外表面积,因此,内表面积对于催化剂的活性和选择性至关重要;800~1000活性炭400~1000沸石分子筛中孔物质400A12 O 3-SiO 2 无定形145Al 2O 3900k 预热160Al 2O 3/Cr 2O 3215Al 2O 3750k 预热5-Al 2O 3 1.6ZnO 11Fe+Al 2O 30.6Fe 比表面m 2/g催化剂(二)表面积的测定测定多孔性固体(催化剂)的表面积,应用许多方法,目前应用较广的方法其原理是BET 理论。
由Brunauer, Emmett 及Teller 提出•BET 方程0011)(P PCV C CV P P V P m m −+=−基本假定:1.吸附是吸附核解吸平衡的结果;2.固体表面是均匀的3.被吸附的分子解吸时不受四周其他分子的影响;4.可以形成多层吸附;式中:C 常数P 0指定温度下液态吸附质的饱和蒸汽压;V m 饱和单层吸附时的吸附量P 吸附压力V吸附量•实验:….….….36.5633.53V/(dm 3.k g)…….….13.958.88P/KPa按照BET 方程,以对P/P 0 作图,可得一条直线,斜率为:截距为:以I 代表截距,S 代表斜率,则:)(0P P V P−m CV C 1−mCV1)1S I V m +=因为,比表面S g = 总面积/ 催化剂重量,所以S g = W NA V V m mol m 1其中:V mol :摩尔体积A m:一个吸附质分子的截面积(N 2是16.2 A 2)W :催化剂重量相对压力小于0.05时,压力太小,不易建立起多层的物理吸附平衡;相对压力太大,使毛细凝聚作用突出。
烟气脱硝催化剂之比表面积及孔径分布选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。
世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。
此2种方法都是利用氨对NOx的还原功能,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为对大气没有多少影响的 N2和水,还原剂为 NH3。
在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3为活性成分,制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。
应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃~590℃)、中温催化剂(260℃~380℃)和低温催化剂(80℃~300℃),不同的催化剂适宜的反应温度不同。
如果反应温度偏低,催化剂的活性会降低,导致脱硝效率下降,且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏;如果反应温度过高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,还会引起催化剂材料的相变,使催化剂的活性退化。
国内外SCR系统大多采用高温,反应温度区间为315℃~400℃。
优点:该法脱硝效率高,价格相对低廉,广泛应用在国内外工程中,成为电站烟气脱硝的主流技术。
缺点:燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的SO3。
添加催化剂后, 在有氧条件下, SO3 的生成量大幅增加, 并与过量的 NH3 生成 NH4HSO4。
NH4HSO4具有腐蚀性和粘性, 可导致尾部烟道设备损坏。
虽然SO3 的生成量有限, 但其造成的影响不可低估。
另外,催化剂中毒现象也不容忽视。
关于烟气脱硝催化剂性能指标,比表面积、孔容、孔径及孔径分布是非常重要的物性指标,是直接影响催化剂脱硝效果的重要因素。
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