脉冲等离子体对还原脱硫催化剂活性成分影响的基础研究

当前,人们对等离子体与催化剂之间的研究主要集中在两个方面,即如何利用等离子体技术制备高性能催化剂和在等离子体作用下催化剂出现增效现象以及与此相关的影响因素;而对等离子体如何提高催化剂的活性、如何影响催化剂成分、含量以及在温度条件下和温度--等离子体条件下,催化剂成分、含量和活性的变化有何不同,不同的原因研究甚少。本文对此进行了相关研究。 首先,我们开发了一套高频高压毫微秒级开关电源,该电源利用IGBT开关管组成两级桥式逆变电路,通过PIC16C74和PIC16C73单片机产生的PWM信号控制IGBT的导通从而达到稳压、变频输出。针对出现的浪涌问题,通过RC吸收回路,不仅解决了浪涌问题,而且还减少了电流、电压的振荡。 我们以针网电极作反应器、以稀土La2O3为催化剂,利用CO来原位催化还原SO2作为实验研究对象。La2O3催化剂水解预处理后, 分别在温度、温度--等离子体共同作用下处理2小时并对其进行XRD测量,通过图谱确定催化剂的物相组成并计算出各物相的相对含量。研究表明:温度对催化剂的活性、成分变化起主要作用,而等离子体仅影响各物相的相对含量。从温度与等离子体条件来看,脉冲等离子体要发挥增效作用,存在一个最佳温度。在不同的温度下,放电电压的变化对同一物相的影响不同,作用效果也不同,对活性相La2O2S而言,在450℃时,先减少再增加,等离子体效果较常规好;而在500℃时,则一直增加,较常规作用则其含量有所下降。在不同温度下,流速对同一物相的影响是不同的,对活性相La2O2S而言,在450℃时,等离子体作用下,随流速的增加而先增加再减少;在500℃时,随流速的增加而先略增再缓慢降低。在同一温度下,流速对同一物相在两种不同的作用方式下的影响也不同,对活性相La2O2S而言,在450℃时,常规下,随流量增加先增加再缓降,协同下,随流量的增加而先增加再减少;在500℃时,常规下,随流量增加而先减少再缓慢增加,协同下,随流量的增加而先略增再缓慢降低。对活性相La2O2S而言,在等离子体作用下,存在一最佳流速,在此流速下,对其生成有利,等离子体作用和常规作用表现出最佳配合。