水泥窑尾气脱硝锰基低温SCR脱硝催化剂制备及性能研究的任务书.docx

水泥窑尾气脱硝锰基低温SCR脱硝催化剂制备及性能研究的任务书
一、研究背景
氮氧化物是空气中的主要污染物之一，其会引发大气光化学反应，形成臭氧和细颗粒物等二次污染物，对人体和环境造成危害。水泥行业是氮氧化物排放量较大的行业之一，其主要源于水泥窑尾气中的氮氧化物。因此，需要开展水泥窑尾气中氮氧化物的控制技术研究，以减少水泥行业对大气环境的影响。
现有的氮氧化物控制技术主要包括选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）两种。SCR技术的脱硝效率较高，但需要较高的反应温度（通常在200℃以上），因此不适用于水泥窑尾气中氮氧化物的控制。SNCR技术不需要高温，但其脱硝效率受因素影响较大，且存在氨逃逸的问题，这些都限制了其在实际工业生产中的应用。因此，需要开展更适用于水泥窑尾气的氮氧化物控制技术研究。
二、研究内容和技术路线
本研究旨在开发一种适用于水泥窑尾气的低温SCR催化剂，以提高水泥窑尾气的氮氧化物脱除效率。具体研究内容和技术路线如下：
1.催化剂配方优化。采用无机物溶胶凝胶法合成催化剂，并对催化剂的配方进行优化，在催化剂的基础结构中引入钼、锰等元素以提高催化剂的活性和稳定性。
2.催化剂性能测试。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜等对合成的催化剂进行表征和性能测试，考察其在水泥窑尾气中的脱硝效率、稳定性及抗毒化能力等方面的性能。
3.机理研究。通过更详细、精细的催化剂特性测试和机理分析，更合理地阐释了低温SCR催化剂的脱硝机理及其影响因素，为发展更优化的低温SCR催化剂提供了理论依据。
三、研究意义和预期成果
本研究的意义在于开发一种适用于水泥窑尾气的低温SCR催化剂，以提高水泥窑尾气的氮氧化物脱除效率，减少水泥行业对大气环境的影响。该研究旨在在保证催化剂脱硝效率的同时，降低其反应温度，使其适用于水泥窑尾气的特殊环境。预期的成果包括：
1.合成出一种适用于水泥窑尾气的低温SCR催化剂，并确定其最优配方。
2.对合成的催化剂进行性能测试，确定其在水泥窑尾气中的脱硝效率、稳定性及抗毒化能力等性质。
3.对低温SCR催化剂脱硝机理及其影响因素进行详细、精细的研究和分析，为发展更优化的低温SCR催化剂提供理论依据。
四、研究计划和预算
1.研究计划
阶段1：催化剂配方优化。时间：3个月。
主要工作：设计催化剂的配方，并进行制备工作。通过对催化剂配方的改良，提高催化剂的反应性能和稳定性，为后续的催化剂性能测试做好准备。
阶段2：催化剂性能测试。时间：6个月。
主要工作：利用红外光谱仪、扫描电子显微镜等测试设备，对制备的催化剂进行性能测试，考察其在水泥窑尾气中的脱硝效率、稳定性及抗毒化能力等方面的性能。此外，进行脱硝条件和操作参数的优化实验，以寻求最优化的脱硝条件。
阶段3：机理研究。时间：3个月。
主要工作：对低温SCR催化剂脱硝机理及其影响因素进行详细、精细的研究和分析，以为发展更优化的低温SCR催化剂提供理论依据。
2.预算
本研究的预算主要包括催化剂合成和催化剂性能测试的实验费用、实验人员工资、设备折旧费和实验材料费等。预算总额约为50万元。
五、研究团队和研究条件
本研究将由一支由3名研究人员组成的小组进行，团队成员均具有本科及以上学历，其中包括博士生导师1名、博士后1名、硕士生1名。本研究将充分利用本单位现有的计算机、催化性能测试设备、实验材料等条件，力求达到预期目标。
六、研究进度监控和管理
本研究将按照所制定的研究计划进行，并计划每月开一次小组会议进行进度汇报和评估，确保研究进度顺利、实验结果准确、研究目标实现。