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石油、石化企业油品装卸过程中产生的挥发的有机组分(VOCs)严重威胁到生态环境和石化区域的安全,本论文考察了15种负载型纳米贵金属催化剂催化降解油气中苯的活性,筛选得到活性较好的催化剂并对反应工艺条件进行了优化。
(1)建立了苯的气相色谱分析方法。选择了色谱分析条件,建立了气态苯直接进样法的分析标准曲线。
(2)对11种自制与4种商用负载型纳米贵金属催化剂的催化性能进行了活性评价。结果表明:商用催化剂以新Pd/Pt的活性最好,催化剂填充量为35cm3,停留时间保持1.8s,250℃时苯破坏率即可达到99.86%,苯出口浓度低于国家的排放。自制催化剂中以F-A-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列活性较好,尤其是F-A-Ⅱ,在350℃,停留时间1.8s,催化剂填充量为68.5cm3,苯破坏率可以达到99%以上,苯出口浓度低于国家规定的排放标准。稳定性实验表明商用Pd/Pt催化剂的稳定性好,而自制F-A-Ⅱ在20h时催化活性已经明显下降,稳定性差。
(3)利用X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对反应前后的部分催化剂进行表征,结果表明Pt/Pd和T349-Ⅱ的活性组分的分散度好,没有出现团聚现象,所以催化剂活性高。
(4)采用催化活性最好的Pt/Pd催化剂考察了反应温度、停留时间、催化剂填充高度等因素对催化活性的影响。当苯入口浓度为1000mg/m3时,反应温度在220℃-250℃,催化剂填充量为50cm3,停留时间为0.75-1.8s时,苯出口浓度均可以低于国家排放标准。