（化学工艺专业论文）lb型节能高温变换催化剂工程基础研究.pdf

郑州大学博上学位论文 摘要 摘要 随着科学技术进步和国民经济持续发展，节能型高温变换催化剂研发相当活跃，当 务之急是加速具有我国自主知识产权的节能型高温变换催化剂产业化进程。作为国家重 大产业技术开发专项和国家高技术产业投资计划项目的一部分，本文进行l b 型节能高温 变换催化剂组成和制备条件优化、基本性质、吸附过程热力学行为、程序升温脱附、程 序升温还原、曲折因子和有效扩散、本征动力学、工业反应器模拟等基础研究，具有重 要的学术理论意义和工程应用价值。 借鉴近代催化剂研发经验，采用硝酸法和共沉淀浸渍技术制取f e - c r - c e - l a - c u 多元 复合氧化物l b 型节能高温变换催化剂。从工程应用角度，将催化剂组成与制备条件耦 合进行正交设计实验，以所得影响催化剂活性的主要因素作为人工神经网络特征输入向 量，催化剂活性作为输出向量，按改进的b a y e s 自动归一化算法建立反向传播神经网络 模型，预测出催化剂的最佳组成、制备条件和0 7 7 7 的模拟活性。6 批试制催化剂在汽 气比为0 4 0 时的平均活性达0 7 7 6 ，汽气比大于0 4 0 的相当大范围内，催化剂活性稳 定，即使汽气比在0 3 0 时，催化剂活性也达0 6 8 5 。 运用动态吸附技术测得l b 型催化剂的比表面积、孔结构、孔径分布和吸附一脱附等 温线，表明l b 型催化剂孔径分布相对集中，以中孔为主，分布均匀，还原后孔径增大； n ：吸附一脱附等温线接近i u p a c 分类中的i i i 型，滞迥环属于h 3 型，为典型的多层吸附； 孔隙表面结构具有明显的分形特征。x r d 测试表明，氧化态l b 型催化剂晶相以t - f e 。0 3 为主，铈、镧、铜组分进入铁铬固溶体；还原后x r d 特征峰更加尖锐，晶型更加完整； 扫描电镜谱图显示催化剂表面由松散连接的蓬松颗粒组成。 根据色谱过程热力学，用反相脉冲色谱技术实验测得h ：环境中c o 、c 0 2 、h 。0 在l b 型催化剂上的色谱保留值，计算出h ：环境中c o 、c 0 2 、h ：0 在催化剂上的吸附焓h 、吸 附过程g i b b 函数g 和吸附熵s 。a h 1 9 9 o ，天津市江天化工技术有限公司。碱 式碳酸铜( c u c 0 3 c u ( o h ) ：h 。0 ) ，分析纯，c u 质量分数为5 2 5 5 6 5 ，天津市化学试剂三 3 3 郑州大学博士学位论文 第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制备工艺优化 厂。硝酸( h n o 。) ，工业原料，质量分数4 6 ，黄河化工集团公司。氨水( n h 。h ：0 ) ，工 业原料，质量分数3 2 8 ，心连心股份有限公司。铬酐( c r o 。) ，工业原料，质量分数 9 9 5 ，河北宝成化工有限公司。活性评价用气体干基组成( 摩尔分率) 为c o ：2 7 8 0 ， c o 。：8 0 5 ，h ：4 2 1 3 ，其余为n 。，气体由北京普莱克斯实用气体有限公司( p r a x a i r ) 生产， 组成接近工业合成氨变换气。 d w 一2 - 9 0 w 型直流恒速搅拌器，河南豫华仪器有限公司。d k - 9 8 - i 型恒温水浴锅，天 津市泰斯特仪器有限公司。d l s z i i 型低温冷却水真空泵，河南豫华仪器有限公司。 d h g 一9 1 4 6 a 型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏仪器厂。h y c l 一x 卜l 马弗炉( 高温焙烧炉) ， 北京中西远大科技有限公司。w e s t 8 1 0 0 型温度控制仪，英国w e s t 仪器有限公司。b r o o k s 5 8 5 0 e 质量流量控制器，美国b r o o k s 仪器仪表公司。高温变换催化剂评价装置，南京化 学工业公司研究院。s p 3 4 2 0 气相色谱仪，北京分析仪器厂。q g s - 0 8 型一氧化碳红外线气 体分析器，北京分析仪器厂。 2 3 催化剂制备方法 采用硝酸法制备铁的硝酸溶液，以解决硫酸法催化剂本体硫含量高，不能用于大型 节能型装置的问题。把硝酸加入到铁屑上反应一定时间后分析总铁( 二价铁和三价铁的 和) 和铁比( 二价铁占总铁的比例) ，按下列反应制备铁的硝酸溶液( 铁液) ，过滤后备用。 3 f e + 8 h n 0 3 = 3 f e ( n 0 3 ) 2 + 2 n of + 4 h 2 0( 2 - 1 ) 按设计浓度配置铁液，加入计量的铬酐、硝酸铈、硝酸镧按下列反应进行还原，在 此过程中六价铬被完全还原为三价铬，可解决传统催化剂中六价铬的污染问题。反应中 f e 2 + 是过量的，会有部分剩余。 c r 0 3 + 3 f e 2 + + 6 h + = c r 3 + + 3 f e 3 + + 3 h 2 0( 2 - 2 ) 将所需氨水加入到中和桶中，按设计的搅拌速度开启搅拌，缓缓加入混合溶液，测定 溶液的p h 值，调整到设计值。对所得料浆用一定温度的蒸馏水洗涤数次，以除去其中的 硝酸铵，抽滤后滤饼放入烘箱中于3 8 3k 干燥1 2h 。过筛得2m 以下的颗粒，加入计量 的铜氨溶液搅拌，浸渍1h 。干燥后放入马弗炉，按设计的温度和时间焙烧。加入一定 量的辅料拌匀，在工业2 5 4 型旋转压片机上成型，有助于产品的工业化。催化剂制备过 程中主要反应还有： f e 2 + + 2 n h 。o h = f e ( o h ) ：l + 2 n h 。+( 2 3 ) c r 3 + + 3 n h 4 0 h = c r ( o h ) 。i + 3 n h 4 + ( 2 - 4 ) 郑州大学博上学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制各工艺优化 f e 3 + + 3 n h 4 0 h ：f e ( o h ) 3l + 3 n h 4 + c e 3 + + 3 n h 4 0 h = c e ( o h ) 3l + 3 n h , + l a 3 + 3 n h 。o h = l a ( o h ) 。l + 3 n h 4 + f e ( o h ) 2 = f e o + h 2 0 2 c r ( o h ) 。= c r ：0 3 + 3 h ：0 2 f e ( o h ) 3 = f e 2 0 3 + 3 h 2 0 2 l a ( o h ) 3 = l a 2 0 3 + 3 h 2 0 4 c e ( o h ) 。+ 0 2 = 4 c e 0 2 + 6 h 2 0 c u ：( o h ) ：c o 。+ n h 4 h c o 。+ 7 n h 。= 2 c u ( n h 。) 。c o 。+ 2 h 。0 c u ( n h 3 ) 4 c 0 3 = c u o + 4 n h 3 + c 0 2 2 4 催化剂活性测试 ( 2 - 5 ) ( 2 - 6 ) ( 2 - 7 ) ( 2 8 ) ( 2 - 9 ) ( 2 - 1 0 ) ( 2 1 1 ) ( 2 - 1 2 ) ( 2 - 1 3 ) ( 2 1 4 ) 催化剂的活性测试在固定床反应体系中进行，流程见示意图2 - 1 。采用内径1 4m m 的不锈钢反应器，反应系统为常压。干基气体流量由b r o o k s5 8 5 0 e 质量流量控制器控制， 水蒸汽由干基气体通过密闭恒温的热水浴获得，流量通过热水温度控制。为了防止水蒸 汽在管线中冷凝，进入反应器前的管线都进行了电热保温。 图2 1 催化剂活性测试示意图 卜气体钢瓶2 一减压阀3 一质量流量计 4 一饱和水浴5 一反应器6 一气相色谱仪 f i g 2 一lt h e s k e t c hc h a r to f c a t a l y s i sa c t i v i t i e st e s t s 1 - g a sc y l i n d e r 2 一p r e s s u r er e g u l a t o r3 - m a s sf l o wm e t e r 4 - - s a t u r a t i o nw a t e rb a t h5 - m i e r o r e a c t o r 6 g a sc h r o m a t o g r a m 在进行催化剂活性测试前预先进行空白实验，结果表明不装催化剂的反应系统没有 3 5 郑州大学博士学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制备工艺优化 变换活性。 活性测试时，催化剂装填量为5 0g ，粒度为1 4 2 0m m 。首先将水浴升温到3 5 5k 并保持恒定，控制干基气体空速为2 0 0 0m l h g ，此时原料气的汽气比为1 0 。然后 将反应器升温到4 5 3k 时开始通入汽气比为1 0 的原料气，控制一定的升温速度进行还 原，催化剂在7 7 3k 耐热1 5h 后降温到6 2 3k ，调整并控制水浴温度为3 4 4k ，此时汽气 比为0 4 0 、水碳比为1 4 3 ，稳定2h 后进行活性测试。原料气和反应尾气成分用s p 3 4 2 0 气相色谱仪或q g s - 0 8 红外气体分析仪测定。催化剂活性x c o 按下式计算： x c 0 ：丝盘 ( 2 1 5 ) 少l 式中y 、y o , m 分别为反应器进、出口c 0 的摩尔分率。 2 5 分析方法 2 5 1 铁液的分析 ( 1 ) 总铁测定 吸取铁液卜2m l 于锥形瓶中，加1 ：1 盐酸5 - 1 0m l 、水1 5m l ，加热近沸，趁热逐 滴加入i o s n c l ：至溶液无色时，再过量卜2 滴，迅速冷却，加入h g c l 。饱和液1 0m l ， 摇动并放置1m i n ，使生成少量白色丝状沉淀或混浊，加水1 0 0m l ，硫磷混酸1 5m l ， 0 5 - - 苯胺磺酸钠4 - 5 滴，立即用0 i 0 0 0m o l l - i k ：c r ：0 ，标准液滴定由绿色变为紫色， 即为终点( 一分钟内不消失) 。以f e 。0 3 计的总铁为： 总铁= 盟半x l o o o g - p ( 2 1 6 ) 式中：v 。一滴定时消耗k 。c r 。0 7 标准液的体积，m l ； v 。一滴定空白时消耗k 。c r 。0 7 标准液的体积，m l ； v 样一试液体积，m l ； c 。- - k 2 c r 2 0 ，标准液的浓度，t o o l l 一。 ( 2 ) 亚铁测定 吸取铁液卜2m l ，加水1 0 0m l ，硫磷混酸1 5m l ，0 5 - - 苯胺磺酸钠4 5 滴，立 即用0 1 0 0 0m o l l k 2 c r ：0 ，标准液滴定至出现紫兰色，即为终点。 亚铁( 以f e 2 0 3 计) ：c 3 ( v 5 - v 万6 ) 0 0 7 9 8 5 1 0 0 0 9 l - 1 ( 2 - 1 7 ) 郑州大学博士学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制备工艺优化 式中：v 。一滴定时消耗k ：c r ：0 7 标准液的体积，m l ； v 6 一滴定空白时消耗k ：c r 。0 7 标准液的体积，m l ； v 样一试液体积，m l 。 ( 3 ) 铁比 铁比= 慧 ( 2 - 1 8 ) 2 5 2 铜液中铜的分析 吸取铜液5l l l l 于5 0 0m l 的容量瓶中，加蒸馏水到刻度线摇匀备用。 吸取溶液2 5m l 于锥形瓶中，稀释至1 5 0m l ，加1 5m l 氨一氯化铵缓冲溶液( p h = l o ) 及0 2g 红紫酸铵混合指示剂，摇匀。用0 0 2m o l l q 乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴 定至溶液呈紫蓝色。 c u 含量按下式计算： 枷。 = 孝则0 0 ( 2 - 1 9 ) 式中：v ，一乙二胺四乙酸二钠标准溶液的用量，m l ； c ，一乙二胺四乙酸二钠标准溶液之浓度，m o l l 。 2 5 3 铈的分析 称取1 9 样品，称准至0 0 0 0 2g 。滴加1 0m l 硫酸，摇匀，加热冒烟2 0m i n ，冷却， 用1 0 0m l 水溶解，加5g 过硫酸铵及i 0m l o 2 5 硝酸银溶液，煮沸至无气泡产生为 止，冷却，再加2g 过硫酸铵，溶解后再煮沸1 0m i n ，冷却，加3 滴0 5 邻菲哕啉指 示液。用0 1m o l l 叫硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液呈微红色。 c e o 。含量按下式计算： c 匆q ：v s c sx 0 1 7 2 1 1 0 0( 2 2 0 ) g 8 式中：v 。一硫酸亚铁铵标准溶液之用量，m l ； c 8 一硫酸亚铁铵标准溶液之浓度，m o l l - 5 g 。一样品重量，g 。 2 5 4 镧的分析 称取0 1g 样品，称准至0 0 0 0 2g 。溶于5 0m l 水中，加l m l 硝酸，加热至沸， 3 7 郑州人学博士学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制备工艺优化 在不断搅拌下加2 5m l l o 热草酸溶液，放置1 2 - 1 8h ，过滤，用0 5 热草酸溶液洗 涤至无硝酸盐反应，烘干，置于恒重的铂坩埚中，于8 0 0 c 灼烧至恒重。 氧化镧的含量按下式计算： 弛q = 和o o ( 2 - 2 1 ) 式中：w 一灼烧后残渣之重量，g ； w 。一样品重量，g 。 2 5 5 铬的分析 ( 1 ) 三氧化二铬的测定 称取0 1g 样品，称准至0 0 0 0 2g 。置于蒸发皿中，加1 5g 氯酸钾及8m l 硝 酸，在水浴上加热溶解并蒸于，残渣溶于少量水，移入碘量瓶中，加2 0m l 水，用1 0 氢氧化钠溶液中和至溶液呈黄色，加2g 碘化钾及2 0m l4m o l l 叫硫酸，摇匀，于 暗处放置1 0m i n 。加1 5 0m l 水( 不超过i o6 c ) ，用0 1m o l l 。1 硫代硫酸钠标准溶液 滴定，近终点时，加3m l o 5 淀粉指示液，继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色，同时 做空白实验。 c r 。0 3 含量按下式计算： c r 2 q = 盟监譬型1 0 0 ( 2 - 2 2 ) u 9 式中：v 9 一硫代硫酸钠标准溶液之用量，m l ； v 。一空白实验硫代硫酸钠标准溶液之用量，m l ； c 。一硫代硫酸钠标准溶液之浓度，m o l l ； g 。一样品重量，g 。 ( 2 ) 三氧化铬的测定 称取2 5g 样品，称准至0 0 0 0 2g 。置于5 0 0m l 容量瓶中，溶于水，稀释至刻 度，取2 5 o om l ，移入碘量瓶中，加1 0 0m l 水，3g 碘化钾及5m l 盐酸，摇匀，于暗 处放置1 0m i n 。加1 5 0m l 水( 不超过i o 。c ) ，用0 1m o l l 。1 硫代硫酸钠标准溶液滴 定，近终点时加3m l o 5 淀粉指示液，继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。同时做空 白实验。 c r 0 3 含量按下式计算： 3 8 郑州大学博士学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制各工艺优化 c r 0 3 = 墅型掣l o o ( 2 - 2 3 ) g 1 ，x 二二 1 1 5 0 0 式中：v 一硫代硫酸钠标准溶液之用量，m l ； v 。：一空白实验硫代硫酸钠标准溶液之用量，m l ； g 一样品重量，g 。 2 5 6 催化剂化学组分中各组分的检测方法 取实验样品1 0g ，在研钵中研细，使其全部通过0 1 5m m 筛，然后在烘箱罩1 0 5 干燥1 5h ，取出，存放于干燥器中备用。 精确称取干燥后试样6 0 0 0g ，置于2 5 0m l 烧杯中，用少许水润湿，加入硫磷混合 酸5 0m l ，在电热板上加热，微沸至冒白烟1 0m i n ，使样品全部溶解，溶液呈暗绿色，取下 冷却至室温。移入1 0 0 0m l 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。然后进行干过滤，滤渣弃 之。制得溶液a 。 ( 1 ) 铜的测定 移取溶液a5 0m l 于2 5 0m l 三角烧瓶中，在沙浴盘上加热，微沸，蒸至呈绿色粘液状。 冷却。加1 ：1 盐酸2 0m l 和3 0 过氧化氢1m l ，加热使样品溶解，并赶过氧化氢( 微沸约 1 0m i n ) 。取下冷却，摇匀。加0 1g 尿素，在电炉上加热煮沸，溶液呈棕红色，取下冷却。 滴加5 0 的乙酸铵至出现白色絮状沉淀，并过量2 滴。摇动，沉淀不消失。再加入氟化 氢铵使白色沉淀消失。加lg 碘化钾，摇匀。用0 1 0 0 0m o l l 。1 硫代硫酸钠标准溶液滴 定至淡黄色，加入0 5 的淀粉溶液lm l 及2 5 的硫氰酸钾溶液2m l ，继续滴定至黑蓝 色消失为终点，计下硫代硫酸钠的用量v 。 c u o = 二量尘里掣l o o ( 2 2 4 ) 1 0 0 0 u 1 3 式中：v 。- - 硫代硫酸钠标准溶液用量，m l ； g 。- _ 称取样品的重量，g 。 ( 2 ) f e ：o 。测定 吸取溶液a2 5 0 0m l 于3 0 0m l 三角瓶中，加1 ：1 盐酸l om l ，加热至近沸，小心 地滴加入i o s n c l ：至溶液刚变为蓝绿色时，再多加卜2 滴，流水冷却至室温，迅速加 入h g c l 。饱和液l om l ，摇动并放置卜2m i n ，使生成少量白色丝状沉淀或混浊，加水 1 0 0m l ，硫磷混酸1 5m l ，0 5 - - - - 苯胺磺酸钠4 5 滴，立即用0 1 0 0 0m o l l - i k 。c r ：0 7 郑州大学博士学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制备工艺优化 标准液滴至紫蓝色为终点。 亚铁( 以f e ：o ，计) ：刍翌过垡号掣10 0(2-25) 盖 式中：v 。一滴定时消耗k z c r 。0 7 标准液的体积，m l 。 v 。一滴定空白时消耗k 。c r ：0 ，标准液的体积，m l ； v 样一试液体积，m l 。 ( 3 ) c r ：0 。测定 吸取溶液a2 5 0 0m l 于3 0 0m l 锥形瓶中，加入5m l 浓h ：s 0 4 ，于砂浴上加热蒸 发至开始由瓶底处冒s 0 。的浓烟为止，取下冷却，小心地加入1 0 0m e 水。加热使溶解， 加1 m n s o 。3 - 5 滴，1 a g n 0 31 0 - 1 5m l ，2 0 ( n i l ) 。s 。0 88 1 0m e ，用少许水冲洗瓶壁。 加热煮沸至出现紫红色后，再煮5 - 1 0m i n 。取下稍冷1m i n ，加i o n a c l1 0m e 煮沸 至呈黄色后，继续煮沸3 5m i n 透明。流水冷却至室温，加硫磷混酸1 5m l ，用0 0 5 0 0 m o l l 。1 硫酸亚铁铵标准液滴定至黄绿色时，加入0 5 二苯胺磺酸钠4 5 滴，继续滴 定至由紫红色变为绿色为终点。 c 蚂：埠2 5 3 3 川。 协2 6 ， 咏盖 式中：c 。一滴定时硫酸亚铁铵标准液的摩尔浓度，m o l l - ； v 。一滴定时消耗硫酸亚铁铵标准液的体积，m l ； v 样一试液体积，m l 。 ( 4 ) 铈的测定 移取a 溶液2 5m l 于2 5 0m l 三角烧瓶中，在沙浴盘中加热，微沸，蒸至呈绿色粘液 状。取下冷却至室温，加磷酸1 0i i l l ，高氯酸3m l ，在沙浴上加热至高氯酸冒白烟2 0 - - - 3 0 m i n ( 微沸) ，继续加热至液面平静，取下，稍冷。加5 硫酸1 0 0m l ，流水冷却。加2 0 尿素 5m l ，滴加亚砷酸钠一亚硝酸钠溶液3 滴，加邻菲罗啉指示剂2 滴，苯代邻氨基苯甲酸指示 剂1 滴，以硫酸亚铁铵标准溶液滴定至橙黄色为终点。 c e 0 2 含量按下式计算： c e o ：掣掣1 0 0 ( 2 - 2 7 ) 兰g ， 1 0 0 0 1 式中：v 。广消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积，m l ； 郑州人学博士学位论文 第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制备工艺优化 g 。广称取试样的重量，g 。 ( 5 ) 镧的测定 移取a 溶液5 0i l l l 于2 5 0m l 三角烧瓶中，加热至沸，在不断搅拌下加2 5m l l o 热草酸溶液，放置1 2 - 1 8h ，过滤，用0 5 热草酸溶液洗涤至无硝酸盐反应，烘干， 置于恒重的铂坩埚中，于8 0 0 灼烧至恒重。 氧化镧的含量按下式计算： 地0 3 = 击x 1 0 0 - c e 0 2 ( 2 _ 2 8 ) 饥x 1 0 0 0 式中：w 3 一灼烧后残渣之重量，g ； g 广称取样品的重量，g 。 2 5 7 气体分析方法 q g s 0 8 型c o 红外线气体分析器检测。打开仪器，稳定一个小时左右，将分析档指 针指向空档，对仪器调零。将分析档指针指向2 ( 高) 档，进c 0 摩尔含量为3 0 的标准气体， 待显示值不变时，与气体实际含量进行比对，如有偏差调整对应的电位器使其一致。该档 主要用于原料气体的分析。将分析档指针转向1 ( 低) 档，进c o 含量为1 0 的标准气体， 待显示值不变时，与气体实际含量进行比对，如有偏差调整对应的电位器使其一致。该档 用于反应器出口气体的分析。实验中直接将分离了水的气体通入分析器( 一般档位在1 档) ，系统稳定后直接记录仪表显示的出口c o 含量即可。 s p 一3 4 2 0 型气相色谱仪检测。装配t d x 一0 1 色谱柱，3 r a m 2 m ，t c d 检测器，高纯氮为 载气，流量3 0m l m i n ，进样器温度1 2 0 ，柱温8 0 ，检测器温度2 0 0 ，六通阀进 样。开载气，打开电源，稳定一小时左右，记录并调整基线位置。进标准气，记录t c d 检测 信号，采用内标法对c o 、c o s 、h 2 含量进行校对，在数据处理机内记录并保存各气体的校 正因子。把红外气体分析仪实验尾气通入气相色谱仪，同步测试气体组成。 2 6 正交设计实验 2 6 1 正交设计 借鉴r h o d e s 等n 蟠1 有关高温变换催化剂制备过程的讨论，以低汽气比下催化剂活 性为优化目标，从工程角度将多元催化剂组成和制备工艺条件耦合，选择氧化铬含量( a ， 质量分数，下同) 、氧化铜含量( b ) 、氧化铈含量( c ) 、氧化镧含量( d ) 、制备过程中铁液 浓度( e ) 、搅拌速度( f ) 、中和过程最终p h 值( g ) 、焙烧温度( h ) 、焙烧时间( i ) 等9 个影 4 1 郑州大学博士学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制各工艺优化 响因素作考察对象，每个因素取4 个位级。按l 。：( 4 9 2 4 ) 设计的因素、位级见表2 1 ， 设计的实验方案见表2 - 2 ，九个因素分别安排在前九列，后四列作为误差列。 表2 - 1 正交设计实验的因素和位级表 t a b 2 1f a c t o r sa n dl e v e l so fo r t h o g o n a lt e s t s 2 6 2 正交实验结果 根据前述实验方法，按表2 - 2 设计的j 下交实验方案依次进行3 2 次实验，结果见表 2 2 。 2 6 3 正交实验结果分析 根据表2 - 2 所列正交实验结果，计算出各位级和w ；、各位级平均值m ；、极差r 和 3 2 次实验的总平均值x ，也分别列入表2 2 中。 从表2 - 2 正交实验结果的极差r 可以看出，影响催化剂活性的因素从大到小依次为： 中和过程最终p h 值( g ) 、氧化铈含量( c ) 、氧化铜含量( b ) 、氧化镧含量( d ) 、氧化 铬含量( a ) 、铁液浓度( e ) 、焙烧时间( i ) 、搅拌速度( f ) 、焙烧温度( h ) 。 空列的影响均较小。对空列来说，9 个因素在空列的2 个位级中均等出现，它们的 2 个位级和应该相等，极差本应为零。但实际实验中，总是会出现误差的，极差不可能 正好为零，其数值大小正好反映了误差的大小。 从表2 - 2 所列各因素的位级和w ；可以看出，催化剂组成中氧化铜含量越大，催化 剂活性越高；氧化铈含量越小，催化剂活性越高；氧化镧含量以l i 位级为好；对氧化铬 来说，随氧化铬含量增大，催化剂活性起初稍有降低，此后逐渐增加。催化剂制备条件 中，铁液浓度越低，催化剂活性越高；中和过程最终p h 值、搅拌速度、焙烧温度均以 i i 位级为好，焙烧时间以i i i 位级为好。据此，可确定较优的催化剂组成和制备工艺条件 为a 。、b 4 、c 。、d ：、e 。、f 扒g ：、h 扒i 。 4 2 郑州大学博上学位论文第2 章l b 型节能高温变换催化剂的制备t 艺优化 表2 - 2 正交实验设计方案及实验结果 t a b 2 2t h ed e s i g n ，r e s u l ta n da n a l y s i so fo r t h o g o n a lt e s t s n oa b c def g hi j kl m x c o w 。3 3 8 53 1 8 93 9 5 53 7 1 03 8 0 83 4 7 4 3 6 9 7 3 5 8 43 5 2 27 1 5 87 1 8 37 2 3 57 2 4 0 w 23 3 3 3 3 4 5 63 9 1 43 8 4 33 6 0 23 7 4 43 9 5 43 6 8 8 3 4 7 5 7 2 4 47 2 1 97 1 6 77 1 6 2 3 8 1 83 7 1 33 4 4 53 2 9 63 ，6 0 13 6 0 63 。7 8 53 6 1 23 7 4 8 w 3 8 6 64 0 4 43 0 8 83 5 6 23 3 9 13 5 7 82 9 6 63 5 1 83 6 5 7 m 。0 4 2 3 0 3 9 90 4 9 40 4 6 40 4 7 6 0 4 3 4 0 4 6 20 4 4 80 4 4 0 0 4 4 7 0 4 4 9 0 4 5 20 4 5 3 m 20 ，4 1