垃圾焚烧烟气中多环芳烃类污染物TWC催化脱除特性实验研究

摘要

随着我国经济的高速发展，资源有限、环境恶化和人口增长所带来的问题日益突出。合理、洁净和高效地利用有限的资源对我国建立循环社会至关重要。城市生活垃圾焚烧技术是一种高效处理技术，该技术具有无害化彻底、减容化显著、可资源化利用程度高等优点。但是，焚烧过程中由于操作工艺的局限极易造成二次污染，不仅危害人体健康，而且会对大气、土壤及地下水造成严重的二次污染。因此，有效地降解有毒有害的有机难降解污染物正受到国内外学术界与环境科学与工程界的高度重视，研发新型高效的烟气治理技术一直是焚烧烟气污染控制与治理方面的热点与焦点。
　　本论文比较了不同的多环芳烃脱除方法的优劣性。针对烟气中多环芳烃的特性、生成机理以及在烟气中分布情况做出详尽的描述。同时就三效催化剂脱除烟气中的多环芳烃的反应机理做出了系统的说明。
　　采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备出一系列的催化剂。分别考察不同比例的组分，不同 pH值的湿凝胶和不同的添加剂对催化剂表征的影响。并通过比表面积分析仪、X射线衍射、扫描电镜和 X射线能谱仪对催化剂的表征进行了分析。发现随着催化剂中 CeO2的比重增大，催化剂的比表面积逐渐减小；当湿溶胶的pH值为5~6时，所制备出催化剂的比表面积最大；在硝酸盐溶液中加入乙二醇具有很好的发泡性，利于增大催化剂的比表面积。另外，此次所制备出来的载体为CeO2和Al2O3的固溶体，而且元素混合比较均匀。
　　针对三效催化剂的性能特性进行了分析。自制载体 CeO2/Al2O3的 SEM结果显示载体由许多小颗粒组合而成，表面呈现出粗糙的孔洞结构，表明载体具有较大的比表面积；再将载体另置于550℃条件下锻烧，SEM结果发现试样呈现出较为光滑面，但仍能辨别出其表面粗糙的孔洞结构；EDS能谱分析结果表明：检测显示表面含有Al和Ce，且主要以Al居多。由载体含浸Pd后的SEM图结果可知，除了表面粗糙外，表面还出现许多微小的晶体颗粒，推测这些小晶体可能是 Pd的结晶体。结合溶胶凝胶法制备出载体 CeO2/A12O3，表征结果发现， CeO2/A12O3的比表面积为244.9m2/g、平均孔径为80.06?、孔容体积为0.46cm3/g，与相关研究文献中研究结果接近。
　　最后通过小型的锅炉模拟垃圾焚烧的烟气来考察催化剂的脱除特性，发现催化剂的性能随着 CeO2含量的增加而有所提高，这主要是因为 CeO2储放氧的功能使催化剂的性能增强，但是贵金属 Pd负载量的增加并未使催化剂的性能有太大的改变。

目录

符号表

第1章 绪论

1.1垃圾焚烧技术与处理现状

1.2垃圾焚烧烟气多环芳烃的脱除

1.3 TWC催化脱除多环芳烃技术的应用及研究进展

1.4课题来源、研究背景及意义和主要研究内容

第2章 TWC催化脱除烟气中多环芳烃机理及影响因素

2.1焚烧烟气中有机污染物及催化脱除特性

2.2焚烧催化反应脱除机理

2.3三效催化剂的组成和应用

2.4 TWC催化脱除烟气中多环芳烃机理

2.5 TWC催化脱除烟气中多环芳烃的影响因素

2.6本章小结

第3章 催化剂的制备

3.1溶胶凝胶法

3.2 CeO2/Al2O3载体制备

3.3三效催化剂的制备

3.4本章小结

第4章 催化剂的测试与分析

4.1催化剂表征的测试

4.2催化剂表征的分析

4.3本章小结

第5章 催化剂性能分析

5.1实验装置

5.2实验结果

5.3本章小结

第6章 结论

6.1本文研究结论

6.2下一步的工作展望

参考文献

缩略语词汇表

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果