TiO_2-SnO_2基钨催化剂的表面性质和NH_3吸附特性及脱硝机理

采用共沉淀法制备了TiO_2-SnO_2固溶体载体,浸渍WO_3得到系列x%WO_3/Ti O_2-Sn O_2脱硝催化剂,采用比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、程序升温还原(H2-TPR)、原位漫反射傅里叶红外光谱(in situ DRIFTS)等表征研究脱硝催化剂的微观结构、表面性质和NH_3吸附特性,并推测该催化剂表面的SCR脱硝反应机理.结果表明:负载WO3之后,随着负载量的增加,催化剂的比表面积有所减小;WO_3以无定形态存在于催化剂表面;催化剂还原特性和表面Brnsted酸量显著增强;催化剂的脱硝效率增加,其中12%WO_3/TiO_2-SnO_2催化剂在280~380℃的温度窗口具有90%的NO_x转换效率.原位漫反射红外研究结果表明,对于x%WO_3/TiO_2-SnO_2系列的催化剂来说,Brnsted酸中心是催化过程中的活性酸位,该催化剂脱硝反应遵循E-R反应机理.     

以活性炭为载体的负载型催化剂的SCR脱硝性能

通过浸渍法负载Fe,Cr,Cu,Mn等过渡金属组分,制备以活性炭为载体的低温、廉价、高效的负载型催化剂,用于SCR脱硝.实验研究了活性组分、负载量、反应温度、氧气含量、表观流速等不同参数对催化剂脱硝效率的影响.结果表明,Mn的活性比Cu,Cr以及Fe的活性大,能更好地促进催化剂的催化脱硝;多组分催化剂催化脱硝效率要比单组分的脱硝效率高;活性炭载体上负载8%的Mn,Cu,Cr,Fe时,催化剂脱硝效率最佳;在一定氧气含量下,催化剂脱硝效率要比无氧时的脱硝效率高;在所制备的以活性炭为载体的负载型催化剂中,8Mn-8Fe/AC催化剂性能最稳定,催化脱硝效率最佳.     

低温SCR脱硝催化剂综述

目前氮氧化物(NOx)的污染越来越严重,低温选择性催化还原法(SCR)脱硝催化技术作为新型的、具有潜力的烟气脱硝技术,备受人们关注。综述了低温SCR脱硝催化剂的的研究现状,着重介绍了锰基催化剂、钒基催化剂以及其他金属氧化物催化剂的研究进展,阐述了不同种类的催化剂制备方法、载体,以及使用不同种类的金属氧化物活性组分对催化剂活性和脱硝效率的影响,探讨了低温SCR催化剂的脱硝机理,同时介绍了烟气中水蒸气和SO2对催化过程的影响。     

SCR烟气脱硝反应器整流装置和烟道导流板采用流场模拟优化设计

SCR烟气脱硝反应器的性能主要取决于进入脱硝反应器内的NOx与NH3的混合均匀度及混合气体在进入第一层催化剂前温度、速度分布的均匀性和烟气进入催化剂前流向角偏。该文以某燃煤锅炉烟气脱硝工程的SCR装置为研究对象,采用数值模拟方法研究反应器内烟气的流动分布,在此基础上,对导流板及整流格栅进行简化,在保证混合气体进入第一层催化剂前的流向角偏差小于10°,提高了脱硝反应器的性能,进一步优化了SCR反应器的运行。     

平板式脱硝催化剂对引进技术的消化吸收与国产化探索

选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction,简称SCR）是目前国际通用的烟气脱硝技术。未来20年,我国以火电为主的电力产业格局将不会改变,而随着国家环保政策的实施,脱硝催化剂作为SCR烟气脱硝系统的核心,其市场前景是广阔的。与蜂窝式脱硝催化剂相比,平板式脱硝催化剂更适用于我国火电厂的特殊燃煤条件,但该项技术长期为国外垄断。本文从大唐南京环保科技有限责任公司已开展的研究项目出发,探索对平板式脱硝催化剂引进技术的消化吸收与国产化的发展之路。     

白云石质凹凸棒土负载Cr的低温脱硝实验研究

以白云石质凹凸棒土(DPC)为载体,采用浸渍法负载Cr制备Cr Ox-DPC催化剂,并考察其低温脱硝活性。探究所制备催化剂Cr负载量和焙烧温度对脱硝活性的影响,利用BET、XRD等表征手段对催化剂分析,并考察脱硝工艺条件(空速和氨氮比)对脱硝效率的影响。结果表明:在Cr Ox负载量10%,焙烧温度为500℃时,催化剂的脱硝效率表现最佳,且在反应温度300℃时脱硝效率达到91%以上;在最佳条件下,Cr主要以Cr2O3和无定形态Cr Ox形式存在,催化剂中白云石结构受到破坏而凹凸棒石结构仍较好的存在;催化剂脱硝最佳工艺条件空速为10 000 h-1、氨氮比为1.0。     

xCeO2-yWO3-TiO2脱硝催化剂的 制备与性能

我国面临着大气污染物氮氧化物排放限制要求,以及商业催化剂(V₂O₅-WO₃/TiO₂)危废处理困难等问题.以工业偏钛酸为钛源,采用共沉淀法制备了xCeO₂-yWO₃/TiO₂催化剂,研究了活性组分Ce,W含量对催化剂脱硝效率的影响,其中30Ce4W催化剂脱硝率90%和95%的温度区间最宽分别达到了310℃和285℃.采用XRD,XPS,BET,NH₃-TPD,H₂-TPR等测试方法对催化剂结构及脱硝性能机理进行表征.结果表明,30Ce4W催化剂表面较高的Ce⁴⁺占比和化学吸附氧含量、较高的比表面积有利于提高脱硝性能,且该催化剂表面氧化物更容易被还原并对NH₃的吸附能力较大,因此其脱硝效果最佳.     

火电厂SCR催化剂更新策略分析及效益评估

在分析现有催化剂更新方法和各层催化剂失活速率差异的基础上,提出了一种新的燃煤电厂选择性催化还原(SCR)催化剂再生-调换更新策略,并采用催化剂更新策略模拟方法对比分析了三种催化剂更新策略下的催化剂寿命、更新周期和脱硝装置运行成本.结果显示:此再生-调换更新策略可延长催化剂理论寿命21%,从而使催化剂更新周期延长50%.进一步对比脱硝装置运行成本发现:当催化剂价格为1×10~4~5×10~4元/m~3时,采用此更新策略较普遍采用的催化剂更换策略可节约运行成本7.87%~19.63%.新的催化剂更新策略可显著降低催化剂在燃煤电厂服役过程中的整体失活速率、延长催化剂使用寿命和节约脱硝系统运行成本.     

V2O5/TiO2烟气脱硝催化剂的钾、钠、锌、磷中毒及再生

为研究SCR脱硝催化剂的钾、钠、锌、磷中毒,采用K,Na,Zn的氯盐和P的铵盐作为V2O5/TiO2催化剂中毒的前驱体,研究了4种物质对氨法SCR脱硝反应的影响.通过比较水洗、酸洗和氯化铵洗涤3种再生方式,对钾盐中毒的V2O5/TiO2催化剂进行了再生性能研究.最后对于新型抗中毒催化剂的制备进行了探索.实验结果表明:钾盐对于V2O5/TiO2催化剂的毒化作用最强;酸洗具有最佳的再生效果,钾盐中毒的催化剂经酸洗再生后,脱硝活性在一定条件下高于新鲜催化剂;通过添加助剂磷钨酸,V2O5/TiO2催化剂的活性温度窗口得以拓宽,且抗钾盐中毒能力也得到了提高.     

PdO与CeO_2对半焦催化烟气中甲烷脱硝性能的影响

为了探讨半焦担载PdO、CeO2脱硝催化剂对于脱硝反应的影响,以KOH活化处理的半焦作为载体,PdO和CeO2作为活性物,采用浸渍法制备了CeO2-PdO/半焦脱硝催化剂,在固定床反应器中测试了催化剂以甲烷为氮氧化物还原气体的脱硝活性。结果表明,担载PdO可以明显降低甲烷脱硝反应的温度并提高脱硝活性,当担载比例(PdO与半焦质量比)为1.5%时最适宜脱硝温度可降至约425℃;担载CeO2可以抑制积炭反应、提高催化剂的比表面积及孔容,担载比例(CeO2与半焦质量比)为2%时效果较好。在活性实验及电子显微镜表征的基础上,探讨了积炭的机理和主要影响因素的作用机制。     

钨掺杂对MnCeTiOx催化剂脱硝性能的影响及其机理

采用共沉淀法制备了一系列W掺杂的MnCeTiOx催化剂,考察了W掺杂对催化剂脱硝性能和抗硫中毒性能的影响。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、原位漫反射傅里叶变换红外光谱等表征手段对MnCeTiOx和W0.15MnCeTiOx催化剂的晶体结构、表面元素价态和表面反应活性物种进行了表征分析。探讨了W掺杂提高MnCeTiOx催化剂脱硝性能和抗硫性能的反应机理。结果表明,W掺杂一方面有利于提高催化剂表面Ce3+和Mn3+物种的相对含量,另一方面使催化剂表面参与SCR反应的活性物种更加丰富,从而提高了催化剂脱硝性能和N2选择性。W掺杂也有利于抑制硫酸盐物种在催化剂表面的生成和沉积,从而提高了催化剂的抗硫中毒性能。     

蜂窝式SCR催化剂Bench(中型)实验活性系数研究

对V-W-Ti系蜂窝式脱硝催化剂(SCR) Bench(中型)性能评价的影响因素进行了研究,结果表明,烟气中水分含量与催化剂的脱硝活性系数呈负指数关系,与催化剂转化活性系数不相关;烟气中氧含量越大,催化剂的脱硝活性系数越高,而转化活性系数则越低;温度与脱硝活性系数近似呈线性关系,与转化活性系数呈指数关系;催化剂的活性受到活性物质含量的影响,每增加0. 1%的钒,活性上升0. 54 m/h左右,转化活性上升29. 26 m/h;催化剂表面越粗糙则其活性系数越高; Ti O2粗颗粒和细颗粒的比例为3. 2∶1时,催化剂活性最高。提出了催化剂脱硝活性系数及催化剂转化活性系数模型,其预测精度较好,并给出了计算二氧化硫转化率的经验式。     

催化剂结构对SCR脱硝性能影响分析

为评估新能源大规模并网下,煤电机组频繁调峰引起选择性催化还原（SCR）脱硝装置氨逃逸率的变化问题,通过MATLAB编程方法构建SCR脱硝三维数值模型,就催化剂结构参数对脱硝性能的影响进行了研究。结果表明：催化剂孔节距对脱硝效率及氨逃逸率影响显著,反应温度为629.15K时,催化剂孔节距从6 mm增加到12 mm,SCR脱硝效率由72.63％降到51.04％,氨逃逸率由9.76％上升到25.1％;SCR脱硝性能随催化剂长度增加而增强,反应温度为639.15 K时,催化剂长度从300 mm增加到1 000 mm,脱硝效率由36.23％上升至69.05％;氨逃逸率由51.15％降低至8.90％。电厂负荷下降有利氨逃逸率降低,负荷从550 MW降低至330 MW脱硝效率由67.71％上升至73.28％,氨逃逸率由1.1％降低至0.14％。煤质劣化使氨逃逸率上升,煤质热值由 16747.2J下降至 15491.16J脱硝效率由71.14％上升至71.73％,氨逃逸率由1.47％上升至1.72％。     

脱硝催化剂领域专利统计分析及国内技术近况

脱硝催化剂是选择性催化还原烟气脱硝技术的关键,该文对SCR脱硝催化剂技术的国内外专利申请进行了统计分析,分析结果表面SCR脱硝催化剂技术共经历了三次技术周期,日本企业在脱销催化剂领域拥有核心技术,同时对我国在该领域的专利技术现状做了归纳和总结,介绍了我国在该领域的最新技术进展,并对我国SCR脱硝催化剂技术的发展提出了建议,政府应积极培育企业的创新能力,改变申请人的结构类型,促进企业和科研机构的协同创新,逐渐使企业成为掌握SCR催化剂核心技术的主体.     

SO_2对燃煤电厂选择催化还原脱硝催化剂性能的影响

对SO_2影响燃煤电厂选择性催化还原(selective catalytic reduction,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:SO_2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SO_3含量达到"饱和"状态以及SCR反应所需的V~(5+)减少,SO_2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。     

La_(1-x)Ce_xMnO_3/赤铁矿催化剂的制备与低温SCR脱硝特性

采用柠檬酸络合浸渍法在赤铁矿上负载活性物质锰酸镧(LaMnO_3),并通过调节Ce离子掺杂量、活性物质负载量,制备了一系列用于烟气SCR脱硝的催化剂.实验考察了NH3还原剂条件下La1-xCexMnO3/赤铁矿催化剂的低温催化脱硝活性,采用XRD,BET,H2-TPR和NH3-TPD等表征方法对催化剂晶体结构、比表面积和氧化还原性等进行研究.结果表明,LaMnO_3/赤铁矿催化剂具有较好的催化活性,Ce的适量掺杂可改善LaMnO_3/赤铁矿催化剂的氧化还原能力、NH3分子的吸附能力和表面微观形貌,并使活性物质均匀负载在载体表面上,促使反应物NH_3,O_2,NO更容易吸附在催化剂表面发生反应,提高脱硝效率,改善LaMnO_3/赤铁矿催化剂的低温活性,La0.8Ce0.2MnO_3/赤铁矿催化剂在空速9000h-1,180℃条件下催化还原NO转化率可达98%.     

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。     

改性活性炭纤维负载锰铈复合氧化物低温选择性催化还原脱硝

采用Ce-MnOx/ACFN对烟气进行低温选择性催化还原脱硝实验,分别考察了活性炭纤维(ACF)改性、Ce-MnOx负载量和Ce/Mn摩尔比以及操作条件对脱硝效率的影响.在70～110℃条件下,Ce-MnOx/ACFN作为选择性催化还原脱硝的催化剂具有良好的活性,其脱硝效率随烟气温度升高而升高.催化剂载体活性炭纤维经硝酸改性后脱硝效率有明显提高.随着Ce-MnOx负载量增加和Ce/Mn摩尔比增加,脱硝效率先升高后降低.随着入口烟气NH3/NO摩尔比增加,脱硝效率先升高后趋于稳定.当入口烟气中水蒸气体积分数大于8%时,脱硝效率随其增加而降低.     

CeO_2-TiO_2催化剂低温协同控制燃煤NO_x与汞

采用溶胶-凝胶法合成了CeO_2-TiO_2(Ce Ti)催化剂,并采用BET,XRD和XPS等分析技术对催化剂进行表征。在固定床实验装置上研究Ce Ti催化剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝及汞氧化性能。研究结果表明:铈氧化物在催化剂表面高度分散,催化剂比表面积较大,具有丰富的表面活性氧;在250℃下,Ce Ti催化剂的汞氧化效率可达80%以上,NO还原效率可达99%;在无O2条件下,NH3显著降低催化剂的汞氧化性能,在有O2条件下,NH3微弱抑制催化剂的汞氧化活性;NO在无O2条件下会抑制汞的氧化,在有O2条件下,NO对汞的氧化起促进作用;SCR脱硝及汞氧化过程的相互影响不明显;采用Ce Ti催化剂可以在低温条件下实现NO与汞的协同控制。     

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.