工程科学学报.第42卷.第1期：70-77.2020年1月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.1:70-77,January 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.08.005;http://cje.ustb.edu.cn Pt涂层蜂窝金属和Ce改性Fe,O3催化CO的性能对比 周 昊⑧，成毅，周明熙，倪玉国 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，杭州310027 通信作者，E-mail:zhouhao@zju.edu.cn 摘要铁矿石烧结烟气中含有较高浓度的CO(体积分数0.5%~2%)，因此对其进行C0脱除意义重大.为了探究不同类型 催化剂的催化效果，采用浸渍法制备了P涂层蜂窝金属催化剂和铁铈氧化物催化剂，并通过X射线荧光光谱分析(XF)对 其组分含量进行了分析.二者在模拟烧结烟气中进行CO脱除性能的对比实验，活性测试表明.不同CO初始体积分数、烟气 温度以及水汽含量对CO催化氧化的脱除效率影响较大.当模拟烟气中不含水汽的时候，二者在180℃及更高温度下对 CO的脱除效率均能达到60%以上.反应温度为180℃，水汽体积分数为11.7%时.Pt负载型催化剂中的C0转化率为 63.9%,而该条件下Ce改性FO3催化剂的C0转化率仅为34.9%.当温度在180~300℃范围内，Pt负载型催化剂具有较好 的抗水性，且继续升高温度，水汽体积分数增加对催化剂效率的负面影响更显著.如水汽体积分数从0增加到27.1%时，与 180℃时的催化效率相比，Pt负载型催化剂在240℃时的催化效率由73.9%降至62.3%.降幅远远增大.另外，对这两种催化 剂进行了抗硫性测试.当水汽体积分数为0时，Ce改性FO3催化剂抗硫性更佳，但当SO2和水汽同时存在的情况下，Pt负 载型催化剂具有更好的抗硫性.因此，在实际烧结中建议采取高效的脱硫措施并布置脱水层以减少其对于催化剂的负面 影响 关键词催化剂：氧化：还原：一氧化碳：铁矿石烧结：湿度 分类号X511.0 Analysis of CO catalytic oxidation by Pt-loading catalyst and Ce-doped Fe2O3 ZHOU Hao,CHENG Yi,ZHOU Ming-xi,NI Yu-guo State Key Laboratory of Clean Energy Utilization,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China Corresponding author,E-mail:zhouhao @zju.edu.cn ABSTRACT The iron ore sintering flue gas contains a relatively high CO concentration (volume fraction of 0.5%-2%);therefore,it is of great significance to remove CO.To study the catalytic effect of different catalysts,typical Pt-supported catalyst and Ce-doped Fe2O3 catalyst were prepared by impregnation,and their components were analyzed by X-ray fluorescence.The activity results show that different initial CO concentrations,flue gas temperature,and water vapor volume fraction have a great influence on the removal efficiency of CO catalytic oxidation.When there is no water vapor in the flue gas,the CO removal efficiency of the two catalysts is over 60%.When the reaction temperature is 180 C and the water vapor volume fraction is 11.7%,the CO conversion efficiency of the Pt- supported catalyst is 63.9%,but the CO conversion efficiency of the Ce-doped Fe2O,catalyst is only about 34.9%.Furthermore,the results show that the Pt-supported catalyst has a better water resistance in the range of 180-300 C.If the reaction temperature is higher, the increase in water vapor volume will have a more negative impact on the catalytic efficiency of both catalysts.For example,when the volume fraction of water vapor increases from 0 to 27.1%,the catalytic efficiency of the Pt-supported catalyst drops from 73.9%to 62.3%,which decreases much more compared to the case of 180 C.In addition,the sulfur resistance of the two catalysts was also tested. The Ce-doped Fe2O3 catalyst is more resistant to SO2,when there is no water vapor.However,when SO2 and water vapor exist at the 收稿日期：2019-04-08 基金项目：国家杰出青年基金资助项目(51825605)Pt 涂层蜂窝金属和 Ce 改性 Fe2O3 催化 CO 的性能对比 周    昊苣，成    毅，周明熙，倪玉国 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 杭州 310027 苣通信作者，E-mail: zhouhao@zju.edu.cn 摘    要    铁矿石烧结烟气中含有较高浓度的 CO（体积分数 0.5%～2%），因此对其进行 CO 脱除意义重大. 为了探究不同类型 催化剂的催化效果，采用浸渍法制备了 Pt 涂层蜂窝金属催化剂和铁铈氧化物催化剂，并通过 X 射线荧光光谱分析（XRF）对 其组分含量进行了分析. 二者在模拟烧结烟气中进行 CO 脱除性能的对比实验，活性测试表明，不同 CO 初始体积分数、烟气 温度以及水汽含量对 CO 催化氧化的脱除效率影响较大. 当模拟烟气中不含水汽的时候，二者在 180 ℃ 及更高温度下对 CO 的脱除效率均能达到 60% 以上. 反应温度为 180 ℃，水汽体积分数为 11.7% 时 ，Pt 负载型催化剂中的 CO 转化率为 63.9%，而该条件下 Ce 改性 Fe2O3 催化剂的 CO 转化率仅为 34.9%. 当温度在 180～300 ℃ 范围内，Pt 负载型催化剂具有较好 的抗水性，且继续升高温度，水汽体积分数增加对催化剂效率的负面影响更显著. 如水汽体积分数从 0 增加到 27.1% 时，与 180 ℃ 时的催化效率相比，Pt 负载型催化剂在 240 ℃ 时的催化效率由 73.9% 降至 62.3%，降幅远远增大. 另外，对这两种催化 剂进行了抗硫性测试. 当水汽体积分数为 0 时，Ce 改性 Fe2O3 催化剂抗硫性更佳，但当 SO2 和水汽同时存在的情况下，Pt 负 载型催化剂具有更好的抗硫性. 因此，在实际烧结中建议采取高效的脱硫措施并布置脱水层以减少其对于催化剂的负面 影响. 关键词    催化剂；氧化；还原；一氧化碳；铁矿石烧结；湿度 分类号    X511.0 Analysis of CO catalytic oxidation by Pt-loading catalyst and Ce-doped Fe2O3 ZHOU Hao苣 ，CHENG Yi，ZHOU Ming-xi，NI Yu-guo State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China 苣 Corresponding author, E-mail: zhouhao@zju.edu.cn ABSTRACT    The iron ore sintering flue gas contains a relatively high CO concentration (volume fraction of 0.5%‒2%); therefore, it is of great significance to remove CO. To study the catalytic effect of different catalysts, typical Pt-supported catalyst and Ce-doped Fe2O3 catalyst  were  prepared  by  impregnation,  and  their  components  were  analyzed  by  X-ray  fluorescence.  The  activity  results  show  that different  initial  CO  concentrations,  flue  gas  temperature,  and  water  vapor  volume  fraction  have  a  great  influence  on  the  removal efficiency of CO catalytic oxidation. When there is no water vapor in the flue gas, the CO removal efficiency of the two catalysts is over 60%. When the reaction temperature is 180 ℃ and the water vapor volume fraction is 11.7%, the CO conversion efficiency of the Pt￾supported catalyst is 63.9%, but the CO conversion efficiency of the Ce-doped Fe2O3 catalyst is only about 34.9%. Furthermore，the results show that the Pt-supported catalyst has a better water resistance in the range of 180‒300 ℃. If the reaction temperature is higher, the increase in water vapor volume will have a more negative impact on the catalytic efficiency of both catalysts. For example, when the volume  fraction  of  water  vapor  increases  from  0  to  27.1%,  the  catalytic  efficiency  of  the  Pt-supported  catalyst  drops  from  73.9% to 62.3%, which decreases much more compared to the case of 180 ℃. In addition, the sulfur resistance of the two catalysts was also tested. The Ce-doped Fe2O3 catalyst is more resistant to SO2 , when there is no water vapor. However, when SO2 and water vapor exist at the 收稿日期: 2019−04−08 基金项目: 国家杰出青年基金资助项目 (51825605) 工程科学学报，第 42 卷，第 1 期：70−77，2020 年 1 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 1: 70−77, January 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.08.005; http://cje.ustb.edu.cn