青海省300MW燃煤机组SCR脱硝催化剂失活机理的探究

本文通过实验室构建催化剂活性评价装置检测脱硝催化剂活性的基础上,开展了XRF、BET、SEM、离子色谱、红外分析仪等化学分析表征手段对我省首套300MW烟气机组运行9000h、及24000h的V205-WO3/TiO2脱硝催化剂进行分析表征,分析表征结果显示与新催化剂相比脱硝催化剂在340℃左右的烟气条件下高温运行造成的催化剂有效组份流失、高温烧结、催化剂表面K2O、CaO、SO2-4富集、比表面积减少以及由此造成的活性位减少、机械强度降低等原因是导致SCR脱硝催化剂活性下降及失活的主要原因,该失活原因的探究对我省后续烟气SCR脱硝工程的运行优化、催化剂的维护与再生提供了较好的借鉴与指导作用.     

过渡金属基分子筛SCR催化剂失活机制及抗失活技术研究进展

 过渡金属基分子筛是在氨选择性催化还原氮氧化物技术领域广泛应用的一类催化材料,在实际应用中容易中毒失活。失活形式主要有水热老化失活,P、S中毒失活,HCs中毒失活及尿素中毒失活等。本文分析了过渡金属基分子筛催化剂的4种失活机制及相应的抗失活工艺,并展望了过渡金属基分子筛的发展方向。     

催化剂失活机理的分类和失活对策

1.绪言固体催化剂的性能,可以根据在使用过程中的反应活性、选择性、催化剂的机械强度和它的寿命等特性因素进行说明。这些催化剂特性因素中,活性、选择性、机械强度的初期值,在短时间而比较小规模的设备内,可取得相当精确的评价。然而对于寿命,则必须经过长时间试验,如进行精确较高的评价,就应当采用较大规模的设备。一般说,对多种催化剂进行寿命评价,必须花经费和时间。     

燃煤催化剂的作用机理及对比研究

介绍了燃煤催化剂的种类及其特点,探讨了燃煤催化剂的作用机制,并从经济和技术应用角度出发进行了对比研究。     

催化剂失活反应动力学的研究

讨论了催化剂失活机理,概述了常见的催化剂失活反应的速率方程表达式.并且列举了各种活性曲线与催化剂独立失活时不同失活级数的失活方程式.     

乙醇羰化Ni-Sn/C催化剂失活机理的研究

探讨了乙醇羰化反应活性较高的Ni Sn/C催化剂的稳定性及失活机理 ,并利用俄歇电子能谱 (AES)和扫描电子显微镜 (SEM )等方法对催化剂进行了表征 .结果表明 ,催化剂在高于反应条件温度及长时间反应条件下 ,由于Sn易于富集在催化剂表面上 ,导致积碳效应 ,堵塞催化剂孔道 ,从而使具有活性的Ni0 活性中心数量减少 ,使催化剂活性降低     

燃煤电厂砷中毒SCR脱硝催化剂再生技术研究

对燃煤电厂砷中毒SCR(Selective Catalytic Reduction:SCR)脱硝催化剂中毒机理及砷中毒催化剂再生技术进行了研究,提出了砷中毒催化剂中毒机理及我国燃煤电厂砷中毒SCR催化剂再生的影响因素。研究表明:催化剂砷中毒主要由烟气中的As_2O_3(g)引起,As_2O_3(g)扩散进入催化剂,吸附于催化剂的V~(5+)-OH及Ti~(4+)-OH吸附酸性位上并发生反应,其生成物占据原催化剂的活性位,从而导致催化剂中毒;通过对砷中毒催化剂进行再生实验发现,酸性清洗液对砷中毒催化剂活性恢复效果明显,用浓度5%的H_2SO_4同时结合活性负载物及高温煅烧对砷中毒催化剂进行处理,既保证了低的V浸出率,活性恢复到新催化剂的98%左右。最后,对燃煤电厂催化剂砷中毒的预防措施进行了总结。     

酚类烷基化催化剂的失活及再生

采用ＸＲＤ、ＤＴＡ、ＴＧ和比表面及孔径分布测定等方法，对文题进行了研究，催化剂表面上结炭污染是造成催化剂活性下降的主要原因。采用空气－水蒸气烧炭法，在第一阶段，水量为０．５ｋｇ／ｋｇｃａｔ·ｈ，空气量１８０Ｌ／ｋｇｃａｔ·ｈ，热点温度４５０℃；第二阶段，空气量２４０Ｌ／ｋｇｃａｔ·ｈ，水量逐渐减少到零，热点温度５００℃的条件下对失活催化剂进行再生，处理后的催化剂性能基本恢复。     

丁烯氧化脱氢非铬、铁系催化剂的失活机理

运用TPD、XRD、XPS、Mossbauer谱,比表面和孔径分布等测定方法,结合催化剂的活性考察,对丁烯氧化脱氢制丁二烯的Zn-Mg-Fe-O催化剂的表面性质和失活机理进行了研究。实验表明,在Zn-Mg-Fe-O催化剂表面上存在着三种不同的氧吸附中心,在不同温度范围内,通过不同方式形成晶格氧的选择性氧化部位,使吸附的丁烯生成丁二烯。导致催化剂在长期使用过程中失活的主要原因是积炭,经烧炭后能恢复大部分的活性,由于高温等原因造成催化剂结构上的变化,如α-Fe_2O_3的消失、Fe和Zn离子价态的变化、晶粒烧结等,使烧炭再生后的催化剂活性有一定的损失。避免现有绝热反应器高温段的出现,控制反应温度小于500℃是延长催化剂寿命的重要措施。     

乙醇羧化Ni—Sn／C 催化剂失活机理的研究

探讨了乙醇羧化反应活性较高的Ni-Sn/C催化剂的稳定性及失活机理，并利用俄歇电子能谱（AES）和扫描电子显微镜（SEM）等方法对催化剂进行了表征。结果表明，催化剂在高于反应条件温度及长时间反应条件下，由于Sn易于富集在催化剂表面上，导致积碳效应，堵塞催化剂孔道，从而使具有活性的Ni^0活性中心数量减少，使催化剂活性降低。     

失活煤焦油加氢精制催化剂的再生性研究

采用等体积浸渍法制备Ni W/γ-Al_2O_3型煤焦油加氢精制催化剂,利用TG-DTA确定失活催化剂再生条件,利用XRD,BET,XRF,XPS等手段对新鲜、失活及再生催化剂的物化性能进行了表征分析,并在高压反应釜上评价新鲜及再生催化剂的活性。实验结果表明,与新鲜催化剂相比,再生催化剂比表面积、孔容、孔径分别降低8.36%,10.53%,4.58%;失活催化剂再生后,C,N及S的脱除率在94%以上,但仍有少量杂质元素存在,催化剂物相基本得到恢复,活性金属分散均匀,团聚不严重,表面活性金属主要以Ni-W-S活性相存在;再生催化剂加氢脱硫(HDS)、脱氮(HDN)效果略低于新鲜催化剂,对反应物的转化率及产物的选择性影响不大,可以重复使用。     

超临界苯烷基化催化剂的失活研究

通过在色－质联用机上对苯－乙烯烷基化液相反应产物和超临界反应产物的分析，证实超临床界反应产物带走了更多的反应过程中生成焦前体。催化剂的表征测试分析及催化剂碳氢含量分析均表明，超临界反应条件下催化剂的表面结构、微孔结构的变化程度以及含碳量均较液相反应的小，从微观角度证实了超临界反应能降低催化剂失活速率，延长催化剂寿命。     

锂吸附剂失活机理及再生工艺研究

对工业装置中的吸附剂中毒机理进行了分析,并对中毒后吸附性能的再生开展了研究。通过X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段分析了吸附剂中毒机理,发现传质孔道被含镁沉积物堵塞是吸附剂中毒的主要原因,导致传质面积降低,进而影响吸附容量。在此基础上,研究了多种吸附剂的再生工艺,并对铵盐再生工艺进行了优化。结果表明:当铵盐处理液质量浓度为0.6 g·L^-1、恢复时间为97.6 h时,能满足工业生产的处理要求。     

燃煤电站SCR系统气固流动与催化剂磨损的混合数值模拟与优化

以某660 MW燃煤锅炉SCR脱硝系统为对象,建立了电站实际烟气环境下的催化剂磨损评估模型.首先,利用计算流体力学软件(CFD)搭建SCR反应器模型,计算反应器内气流分布及飞灰颗粒轨迹.在此基础上,采用MATLAB软件构建催化剂床层内部详细结构,并以CFD模型计算的流场及灰场为边界条件,计算空间不同区域催化剂的磨损速率.模拟结果与冷态试验及磨损抽检试验结果吻合良好.结果表明,催化剂的磨损与入口流场均呈现双峰分布,割除整流器上方三角筋能使催化剂入口速度标准偏差从23. 2%下降至10. 2%,使磨损双峰大幅降低;改造转角烟道导流板能降低贴墙气流的速度,提高颗粒分散度,使催化剂入口飞灰浓度的标准偏差从63. 4%降至55. 6%,消除了前墙附近催化剂磨损过重的现象.     

钯基催化剂的失活原因及预防措施

钯基催化剂在石油化工、精细化工和有机合成中有着广泛的用途。分类概述了钯基催化剂失活的主要原因是晶粒长大、积碳、中毒、钯流失等,并总结了钯基催化剂失活的预防措施。     

羰基硫水解催化剂的失活行为研究

研究了羰基硫水解催化剂TGH－2在低浓度氧气存在下的失活行为,考察了温度、氧气浓度、羰基硫进口浓度对催化剂活性的影响,并用扫描电镜能谱联合装置对使用前后的催化剂进行分析,得到了较好的结果,其结果对工业应用有指导作用。     

分子筛催化剂失活过程分析及评价方法

提出了将“前－后实验”和“连续实验”两种催速失活的实验方法结合起来的一种新的催化剂活性评价方法,可以较短的实验时间内,获得该催化剂比较全面、完整的活性衰退的信息。使用该评价方法,对ZSM－5分子筛催化剂AB－97催化苯与乙烯的烷基化反应的失活规律进行了实验研究,结果表明：在缓和条件与苛刻条件下,催化剂的失活规律有所不同。在实验基础上,结合Monte-Carlo模拟的方法,对此进行了机理分析,发现在不同的反应条件下,反应物在催化剂晶粒表面上吸附位置以及反应机理均不相同,同时证实了实验结果。     

SO2对燃煤电厂SCR脱硝催化剂性能影响的研究

本文对SO2影响燃煤电厂SCR脱硝催化剂的性能进行研究。利用中试装置对新鲜和在运的18×18孔SCR脱硝催化剂进行工艺性能评价,同时对催化剂理化特性进行表征。结果发现：SO2对新催化剂的影响具有两面性。老化过程前期,不断吸附于催化剂表面的SO3增加了酸性位数量,提高了脱硝效率;老化过程后期,吸附的SO3含量达到“饱和”状态以及SCR反应所需的V5+的减少,SO2的负作用开始凸显。随着运行时间增加,催化剂表面不断累积硫酸盐物种,催化剂的部分活性位被遮蔽,比表面积和孔容不断减小,脱硝效率开始下降,下降的速度与硫酸盐的累积速度成正比。     

电晕放电致使微生物失活的机理研究

食品保质或保鲜的关键是致食品中的微生物失活。作者利用电晕放电技术在液态食品进行处理后,在一定强度和时间的条件下,能使其中的微生物致死。文章对电晕致微生物失活的直接作用和间接作用机理进行了实验分析和探讨,最后得到直接作用起主导作用的结论。     

基于流场诊断的燃煤电站SCR系统喷氨优化及试验验证

为实现SCR系统的安全高效运行,采用CFD数值模拟技术开展660 MW燃煤电站SCR系统流场优化.根据喷氨格栅前烟气流动特性解析喷氨支管阀门权重,基于权重阀开展喷氨优化研究.分析了优化前后首层催化剂入口截面烟气速度/浓度分布特性,搭建冷态模化试验装置对数值模拟研究结果进行验证.研究结果表明:导流板合理优化布置可有效改善流场分布的均匀性,速度标准偏差可相对减少约71.30%;基于权重阀优化喷氨使喷氨特性与烟气流动特性匹配良好,改善了浓度分布的均匀性,浓度标准偏差相对减少约24.95%;冷态模化试验值与数值模拟值吻合良好,两者偏差仅为3.08%;流场/权重阀喷氨优化协同作用能够最大限度提升燃煤电站SCR系统的工作性能.