微波热解制备g-Fe2O3催化剂及其SCR脱硝性能

以FeSO₄·7H₂O[Fe(NO₃)₃·9H₂O]为铁源,采用新型微波热解法制备γ-Fe₂O₃[a-Fe₂O₃]催化剂样品,通过XRD、N₂等温吸附-脱附、压汞法等实验手段对催化剂样品晶相、微观孔结构等进行表征;考察两种催化剂样品的NH₃-SCR脱硝性能,通过归一化处理得到两种催化剂在不同温度下的本征脱硝反应速率,同时对比研究了γ-Fe₂O₃与钒系催化剂的脱硝活性;研究氨氮比、氧浓度等运行参数对γ-Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响规律,并对其抗硫抗水性能进行考察.结果表明:采用新型微波热解法可得到纯度较高的γ-Fe₂O₃催化剂,其介孔分布合理且大孔数量丰富;同时γ-Fe₂O₃催化剂表现出优于a-Fe₂O₃催化剂的脱硝性能,400℃时最大NO_x转化率达到96%,300、325、350℃下单位面积脱硝速率达到a-Fe₂O₃催化剂的3倍左右;γ-Fe₂O₃催化剂具备优良的抗硫抗水性能,其最佳氨氮比为1、最佳氧体积分数为3.5%.     

WO_3负载量对V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂脱硝性能的影响

采用V_2O_5/WO_3-TiO_2作为脱硝催化剂,考察活性组分V_2O_5和助剂WO_3负载量对催化剂脱硝活性和抗硫抗水性能的影响。结果表明,3%V_2O_5/x WO_3-TiO_2催化剂(x=3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%)上NOx转化率随着WO_3负载量增加而升高,催化剂反应温度窗口不断拓宽。单独通水蒸汽及同时通SO2和水蒸汽对催化剂的毒害作用均较强,表明H2O和NH3的竞争吸附是催化剂抗硫抗水性能较差的重要原因。SO_2与H_2O和NH_3反应生成亚硫酸铵盐和硫酸铵盐,导致催化剂孔隙堵塞,催化活性降低。     

Mn-Mg-O_x催化剂低温NH_3选择性催化还原NO的性能的研究

采用低温固相法制备了系列Mn-Mg-Ox催化剂,考察了催化剂的低温NH3选择性催化还原(NH3-SCR)NO的性能。结果表明,当Mn/Mg摩尔比为1,氨氮体积比为1,空速为30 000 h-1时,催化剂表现出优异的低温催化活性和抗硫性。在100~175℃温度范围内,无硫时,NO催化转化率能保持在99%以上;加入100μg/g SO2后,催化剂脱硝性能变化不大,仍可维持在95%以上。     

黏土掺混型烟气脱硝蜂窝催化剂的制备及性能

在NH3-SCR脱硝保证催化剂活性前提下,在蜂窝体成型过程中添加高含量的黏土与助剂来减少SCR催化剂活性组分的使用量,可降低烟气脱硝SCR催化剂的成本.考察了不同黏土与成型助剂对蜂窝体物理性能的影响,优化了助剂的添加比例.将优化的黏土成型工艺及参数应用于掺混黏土型蜂窝SCR脱硝催化剂的制作,通过模拟烟气评价催化活性,比较了催化剂的添加量对掺混黏土型蜂窝SCR脱硝催化剂的催化活性及抗硫抗水稳定性的影响.结果表明:以黏土为基本载体的蜂窝SCR催化剂具有较高的催化活性,在固定氨氮比0.8,空速4 050h-1的条件下,自制催化剂2%V2O5-5%WO3/TiO2掺混70%(质量分数)黏土A制得的蜂窝催化剂在250℃时的脱硝率为89%,活性温度窗口为250℃～450℃.170h的抗硫抗水实验中仅在250℃时活性稍有降低,但一直稳定在77%以上,可满足中低温脱硝催化剂的应用要求.     

Mn-Fe-Ce/TiO2低温NH3选择性催化还原NO

采用浸渍法制备了MnO2-Fe2O3-CeO2/TiO2催化剂用于低温NH3选择性催化还原烟气中NO,考察了Mn, Fe, Ce含量及焙烧温度对NH3选择性催化还原NO的活性和抗水性能的影响. 在气体体积空速(GHSV)=24000 h-1, NH3/NO=0.8(j), 350℃煅烧和烟气含3%(j) O2的条件下,该系列催化剂的脱硝活性为MnO2-Fe2O3-CeO2/TiO2>MnO2- Fe2O3/TiO2>MnO2/TiO2,且在200℃时MnO2(10)-Fe2O3(5)-CeO2(5)/TiO2的脱硝率为95%. 对含10%(j)水蒸汽的烟气,MnO2(10)-Fe2O3(5)-CeO2(5)/TiO2的脱硝活性维持在87%;在10%(j)水蒸汽和100′10-6 SO2共存条件下,短时间内脱硝活性维持在55%.     

低温氨-选择性催化还原氮氧化物催化剂的研究进展

氮氧化物(NO_x)的排放对人类健康和植物生长造成了严重危害,对其进行净化治理刻不容缓。火电厂烟气是NO_x的主要来源,氨-选择性催化还原(NH_3-SCR)技术可对其排放进行有效控制。V_2O_5-WO_3(MoO_3)/TiO_2脱硝催化剂的工作温度偏高,不能满足低温宽工作温度窗口等工况的需要,因此,开发具有宽工作温度窗口的低温脱硝催化剂成为研究热点,其中,钒基、锰基金属氧化物催化剂和金属离子交换分子筛催化剂的研究最为广泛。探讨催化剂脱硝性能的关键影响因素、抗水抗硫性能以及反应机理,有助于为高效、实用的低温脱硝催化剂的设计和开发提供科学依据。从钒基金属氧化物催化剂、锰基金属氧化物催化剂、金属离子交换的分子筛催化剂、低温脱硝催化剂的抗水抗硫性能以及低温NH_3-SCR反应机理等方面对近年来国内外低温脱硝催化剂的研究进展进行综述。今后需要解决N_2选择性不够理想、抗水抗硫性能差、低温工作温度窗口较窄和反应机理不统一等问题。     

立方相纳米氧化锆基催化剂脱硝机理研究

以纳米c-ZrO2为载体,用浸渍法制备出MnOx-CeO2/c-ZrO2催化剂,考察了组分负载量、反应温度对催化剂NH3-SCR脱硝活性影响,探讨了催化剂表面织构特征,分析了催化剂脱硝活性机理.结果显示,增加活性组分负载量和反应温度,催化剂脱硝效率增加,100℃时,2.5％ MnOx-CeO2/c-ZrO2脱硝效率为65.3％,15％ MnOx-CeO2/c-ZrO2脱硝效率达97.9％.XRD、BET、XPS、H2-TPR表征结果表明,负载后催化剂表面织构对脱硝反应有利.NH3-TPD测试显示,MnOx-CeO2/c-ZrO2催化剂表面Lewis酸位为强酸性位,NH3吸附在Lewis酸性位形成配位态NH3,经生成NH2 NO最后分解为N2和H2O.     

Mn基脱硝催化剂抗水抗硫改性的模拟与实验研究

为考察ZSM-5分子筛作载体和Ce掺杂对催化剂低温脱硝活性及抗水抗硫性的影响,通过分子动力学模拟和实验研究的手段研究了载体类型、掺杂Ce对催化剂性能的影响。分子动力学模拟发现,ZSM-5分子筛作载体较γ-Al_2O_3明显抑制H_2O在其表面的吸附,在活性组分中添加Ce既抑制H_2O在其表面的吸附,又减轻SO_2对催化剂的毒化作用。实验研究发现,Mn-Fe-Ce/ZSM-5催化剂性能更优,Ce的添加对提高催化剂的低温脱硝活性和抗水抗硫性能具有明显的积极作用,ZSM-5分子筛作为载体也对提高催化剂抗水性能起到重要作用。通过SEM、XRD、BET、TG-DTG等表征手段和BaCl_2鼓泡实验对Mn-Fe-Ce/ZSM-5催化剂抗硫性提高的原因分析发现,添加Ce使催化剂储氧释氧能力提高,将烟气中的SO_2氧化为SO3并被烟气携带,避免了SO_2与催化剂活性组分的反应,则催化剂表面的活性组分不被破坏,保证了催化剂的催化反应性能。     

抗SO2和H2O中毒的低温NH3-SCR脱硝催化剂研究进展

低温NH3-SCR技术能在较低温度下实现NOx高效转化为N2,具有较好的经济效益,应用前景广阔。若反应气体中含有H2O和SO2时,会导致低温NH3-SCR催化剂中毒失活,限制了低温NH3-SCR技术的应用。本文对低温NH3-SCR催化剂H2O和SO2中毒机理进行了阐述,重点关注以V、Mn、Ce、Fe 4种过渡金属和以贵金属为活性组分的低温NH3-SCR催化剂的研究进展,分析了元素掺杂、载体性质、制备方法和反应机理等方面与催化剂抗SO2和H2O中毒性能的关系。针对当前存在的问题,指出了今后的研究重点是深入分析催化剂中毒时硫酸盐类的生成过程,并提出相应的控制对策。     

新型脱硝催化剂的研制

采用等体积浸渍法制备以Cu和特种助剂为活性组分负载在特制 Ti-Al-O复合载体上的NH3选择性催化还原的新型脱硝催化剂,考察了在模拟硝酸尾气环境下该催化剂操作条件对其NH3-SCR活性的影响;探讨了H2 O对其活性的影响。结果表明,该催化剂具有很好的中温SCR活性,在空速10000 h-1、180～220℃、氨氮比0.8、O2体积分数5.5％、NO体积分数200×10-6条件下, NO转化率达99.5％。200℃下通水后,通水量为12.3％时,脱硝率降至14％;停止通水4 h后, N O转化率恢复至99.5％。     

表面磷酸化CeO2选择性还原NO及其碱金属耐受性

以Ce(NO3)3·6H2O和(NH4)3PO4·3H2O为原料，采用浸渍法制备了磷酸化CeO2催化剂，并考察了磷酸化CeO2催化剂以NH3为还原剂选择性催化还原NO（NH3-SCR）的脱硝性能。运用XRD、N2吸脱附、XPS、NH3-TPD、原位红外对催化剂的理化性质进行表征。结果表明，磷酸化CeO2催化剂在250~500℃范围内NO的转化率达到了90%以上，且在碱金属和碱土金属中毒后，磷酸化CeO2催化剂在300~400℃范围内NO的转化率仍保持在80%以上。磷酸化CeO2催化性能的增强可归因于酸位点数量的增加，尤其是布朗斯台德酸位点数量的增加，同时提高Ce物种的还原性并产生更多的化学吸附氧。当碱金属沉积在催化剂上时，碱金属将被诱导迁移到磷酸化CeO2的表面与Ce—O—P碱捕获位点结合，从而阻止碱金属攻击Ce活性位点。     

三氧化二铁晶型对铁铬系高温变换催化剂性能的影响

以硝酸亚铁为原料,采用共沉淀法分别制备了α型、γ型和非晶体型3类晶型的Fe2O3高温变换催化剂,并对所制备催化剂的性能进行了对比评价.结果表明①Fe2O3的晶型对变换催化剂的性能有较大的影响.尽管γ-Fe2O3晶型催化剂比α-Fe2O3晶型催化剂具有更高的初始活性,但其结构的不稳定性造成催化剂强度低、密度大和耐热性能差的缺点;②非晶体型态Fe2O3极小的微观粒子尺寸和宏观上的非晶态物质"异向同性"特性,使得所制备催化剂具有较大的比表面积、相对低的密度、高强度、高耐热性和更高的活性稳定性等优点;③非晶体型态Fe2O3催化剂的综合性能最高,α-Fe2O3晶型的次之,而γ-Fe2O3晶型的综合性能最低.其中,非晶体型态Fe2O3催化剂在比γ-Fe2O3晶型催化剂强度提高30%的情况下,堆密度可降低15%左右,且其耐热后的活性(CO变换率)比γ-Fe2O3型催化剂提高6个百分点.     

以偏钛酸为原料的催化剂的脱硝性能研究

以偏钛酸为原料通过浸渍法和固相物质的热分解法来制备以NH3为还原剂选择性催化还原NOx的催化剂V2O5-WO3/TiO2。着重考察催化剂组成、NH3/NO摩尔比和模拟烟气中O2浓度对催化剂脱硝性能的影响。催化剂的脱硝性能测试结果表明催化剂V2O5(1.2%)-WO3(8.8%)/TiO2具有较高的催化活性和较宽的活性温度窗口,NO的转化率最高可达98.77%。综合考虑NH3逃逸、设备腐蚀和环境问题,NH3/NO摩尔比控制在1.2以内比较合适;富氧条件对脱硝催化反应的进行更有利。     

选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的性能研究

文章开展了工艺条件对选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的性能研究,采用自行研制开发的V2O5-WO3/TiO2-Al2O3催化剂,考察了温度、空速、NH3与NO摩尔比、NO初始浓度、氧浓度等对这种催化剂脱硝性能的影响,为选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的应用提供科学的实验数据。     

钒钛系脱硝催化剂抗SO_2和H_2O中毒性能研究进展

综述了SO_2和H_2O造成钒钛系SCR催化剂中毒失活的机理,总结了金属氧化物和非金属氧化物掺杂提高催化剂抗硫抗水性能的研究进展。针对当前存在的问题,提出今后的研究重点是深入分析催化剂SO_2和H_2O中毒反应的微观过程,进一步考察改性催化剂的成型工艺及工业应用效果,开发出温度窗口宽、抗硫抗水性能稳定且同时具备工业生产和应用条件的脱硝催化剂。     

变换压力对耐硫变换催化剂抗水合性的影响

模拟我国化肥工业耐硫变换新工艺条件．考察了压力对以了γ-Al2O3和Mg-Al-Ti为载体的耐硫变换催化剂抗水合性的影响，研究了载体水合对催化剂性能的影响，并对助剂Ti能提高催化剂抗水合性原因进行了探讨。     

原位拉曼和红外技术对二氧化铈脱硝催化剂硫酸化处理过程的研究

NH_3选择性催化还原NOx技术的关键是催化剂,其中,理解催化剂的硫中毒机制是获取抗硫中毒催化剂的有效方法。借助原位拉曼和红外表征考察氧化态、还原态CeO_2催化剂在二氧化硫、氧气处理气氛中体相和表面硫酸盐以及氧缺陷的变化。NH_3-SCR催化反应结果表明,硫酸化还原态CeO_2具有较优的脱硝性能,这主要来源于还原态CeO_2上的缺陷,有利于氧化SO_2,产生表面硫酸盐,增强催化剂酸性,同时抑制体相硫酸盐的生成,促进NH_3-SCR反应的进行。     

Ti/Sn掺杂CeMn基催化剂的低温脱硝活性及抗水性能

采用共沉淀法制备了Ti/Sn掺杂的CeMn基复合金属氧化物催化剂,研究了Ti/Sn改性对CeMnOx催化剂的脱硝性能和抗水性能的影响,并通过物化性能表征对催化剂的微观结构、吸附氨状态、氧化还原能力以及表面元素价态进行了分析。结果表明,Ti和Sn元素的引入均可以提升CeMnOx催化剂低温NOx转化活性和抗水性能,并且Ti的提升效果更加显著,在150~250℃,CeMnTiOx脱硝效率接近100%,在200℃、10vol% H2O条件下,脱硝效率维持在95%以上。H2程序升温还原、NH3程序升温脱附及X射线光电子能谱等检测结果表明催化剂表面Ce-O-Ti和Mn-O-Ti结构的形成提升了催化剂的氧化还原性能,增多了催化剂表面弱酸位、中强酸位数量,同时形成了更多的氧空位,从而使催化剂获得了良好的低温NOx转化活性。     

铜基微孔分子筛型脱硝催化剂的研究进展

针对NH_3-SCR技术,以微孔分子筛型铜基脱硝催化剂为核心,从载体活性、抗硫抗水机理以及制备方法 3个方面出发,综述了此类脱硝催化剂的以往研究成果与当前研究进展,并对未来研究方向做出展望。     

锆掺杂对Ti-Ce-Ox复合氧化物NH3选择性催化还原NO的影响

采用共混法制备Ti-Ce-Zr-Ox复合氧化物脱硝催化剂,主要研究究Ti-Ce-Zr-Ox复合氧化物催化剂NH3选择性催化还原[selective catalytic reduction(SCR),NH3-SCR]NO的活性,重点考察锆掺杂对Ti-Ce-Ox复合氧化物催化剂NH3-SCR脱除NO的影响.用X射线衍射、氮...