V_2O_5-WO_3/TiO_2 SCR催化剂的失活机理及分析

催化剂是SCR烟气脱硝技术的核心,减缓催化剂的失活速率,延长催化剂的寿命对于降低SCR系统的运行成本有着非常重要的意义.描述了国内外文献中涉及的SCR催化剂的失活现象,列举了导致催化剂失活的各项因素,比较了碱金属、碱土金属、As和P及HCl等物质的影响规律及因素,并在此基础上总结了各类文献中提到的中毒机理:碱金属通过减少Bronsted酸性位的数量和削弱Bronsted酸性位的酸性导致催化剂中毒,碱土金属则能够在催化剂表面沉积进而造成孔结构的堵塞,催化剂的砷中毒是由气态的砷的化合物不断聚积,堵塞进入催化剂活性位的通道引起的,而磷对于催化剂的影响体现在其能够减小活性位的数量上.针对特定的失活机理,可以通过优化催化剂的特性来减缓催化剂的失活速率.     

SCR脱硝催化剂失活及再生技术的研究进展

介绍了各类选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂,包括贵金属催化剂、分子筛催化剂及金属氧化物催化剂。阐述了实际运行过程中催化剂失活的原因及失活机理,失活原因包括堵塞失活、中毒失活、热烧结和水热失活等。根据不同的失活原因,综述了现有SCR催化剂的再生技术,并对再生技术的发展前景做出展望。认为在传统的水洗再生技术的基础上,结合酸洗再生技术对于碱金属中毒失活的催化剂具有良好的再生发展前景。     

水泥行业SCR脱硝催化剂失活及再生研究

本文通过对灰分及失活催化剂的取样分析,探究了水泥项目SCR脱硝催化剂的失活原因,同时采用不同方法对失活催化剂进行再生,研究如何达到最佳再生效果。经成分分析表明,水泥项目SCR脱硝催化剂失活的原因主要是含钙灰分的覆盖、碱金属中毒以及可能的铊中毒。失活的催化剂经过独有技术的全面再生处理能够去除各类中毒物质,并清除微孔堵塞。     

铁铈复合选择性催化还原脱硝催化剂的碱金属(钾)中毒机理

采用湿法浸渍法将碱金属(钾和钠)负载到柠檬酸法制备的铁铈复合催化剂(FeCeO_x)表面模拟中毒,考察碱金属对此催化剂低温选择性催化还原(SCR)脱硝活性的影响;通过N2吸附、程序升温脱附(NH3-TPD、NO-TPD)、H2程序升温还原(H2-TPR)及原位漫反射红外傅里叶变换光谱(in situ DRIFTS)等表征技术分析了催化剂的失活原因和机理。结果表明,碱金属钾比钠对铁铈复合催化剂的脱硝活性影响更大;碱金属钾中毒后,催化剂的比表面积和氧化还原性能下降;钾降低了催化剂的低温NOx吸附能力,尤其是减少了活性硝酸盐物种而生成更多的惰性硝酸盐物种;催化剂表面酸性的显著下降是此催化剂失活的主要因素,且Br?nsted酸位和Lewis酸位两种酸性位均受到钾的影响,抑制着NH3在催化剂表面的吸附。     

660MW燃煤电厂商用SCR催化剂的失活与再生

以某660 MW燃煤电厂运行30000 h的商用SCR脱硝催化剂为实验对象,在新鲜催化剂为参照下,结合SEM、BET、NH_3-TPD、XRF和XPS等表征方法,考察了商用SCR脱硝催化剂失活原因和硫酸清洗再生效果。结果表明:运行30000 h的SCR脱硝催化剂失活的主要原因是碱金属(K和Na)、砷和硫酸盐在催化剂表面沉积,堵塞了催化剂的微孔,降低了催化剂比表面积,并且碱金属、砷等与催化剂表面酸性活性位点反应,降低了催化剂表面的酸性强度。运行30000 h的SCR脱硝催化剂经过稀硫酸再生后,350°C脱硝性能由42.62%提升到78.30%。酸洗再生能有效脱除催化剂表面的碱金属,对砷和硫酸盐也有一定脱除作用,并有利于SCR脱硝催化剂表面酸性强度增加,化学吸附氧含量比例提升,这些均能提高SCR脱硝催化剂脱硝活性。     

工业脱硝催化剂的碱金属中毒和再生研究进展

碱金属中毒是工业脱硝催化剂失活的重要原因之一。文章介绍了碱金属中毒催化剂活性降低的原因:碱金属会引起催化剂酸性降低,活性组分还原性能的下降,并且减少催化剂表面的化学吸附氧。并列举了目前碱金属中毒脱硝催化剂的主要再生技术。     

SCR催化剂中毒及相关预防措施研究

从催化剂的碱金属、碱土金属、重金属、卤素、P、H2O及SO3中毒等方面探讨了SCR催化剂的中毒机理。通过分析催化剂的各种中毒机理,提出了有效防止催化剂中毒的措施,从而延长催化剂的使用寿命。     

废旧SCR脱硝催化剂再生研究进展

介绍了废旧SCR脱硝催化剂的失活原因及再生方法,失活原因主要有堵塞失活、高温烧结失活、中毒失活,常用的再生方法包括水洗除尘、热再生或热还原再生、酸碱处理、活性液补充。详细介绍了废旧SCR催化剂的再生研究进展,并比较了不同再生方法的再生效果。根据催化剂失活情况,按照使用行业、失活程度,合理选择再生方法,以低成本、高效率达到催化剂再生目的。     

废旧SCR脱硝催化剂再生研究进展

介绍了废旧SCR脱硝催化剂的失活原因及再生方法,失活原因主要有堵塞失活、高温烧结失活、中毒失活,常用的再生方法包括水洗除尘、热再生或热还原再生、酸碱处理、活性液补充。详细介绍了废旧SCR催化剂的再生研究进展,并比较了不同再生方法的再生效果。根据催化剂失活情况,按照使用行业、失活程度,合理选择再生方法,以低成本、高效率达到催化剂再生目的。     

火力发电厂蜂窝式SCR脱硝催化剂的失活研究

以某火力发电厂钒钛基SCR脱硝催化剂为研究对象,运用N_2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、X射线荧光(XRF)、热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别对新鲜催化剂和运行失活催化剂进行结构表征,并结合SCR脱硝模拟实验对催化剂表观活性进行评价,综合分析SCR脱硝催化剂的失活原因。试验表明,催化剂活性降低是多种因素共同作用的结果,其中活性组分流失、碱/碱土金属和砷中毒是导致催化剂活性降低的主要原因,毒性组分中又以As影响最大,Ca、Na次之,K含量的增加在一定程度上造成了催化剂的失活,但影响有限。     

甲烷化催化剂及其失活研究进展

阐述甲烷化催化剂活性组分、载体和助剂种类对催化性能的影响。分析催化剂失活的主要原因为中毒失活、积炭失活和烧结失活。目前在国内外工业装置上得到应用的主要为Al2O3、镁铝尖晶石类负载的Ni基甲烷化催化剂。通过载体改性、助剂添加及调配提升催化剂性能是催化剂研发的主要方向。复合载体可以形成特定的稳定结构,提高催化剂的热稳定性;其较高的比表面积利于Ni的分散;碱金属、碱土金属和稀土金属的添加,可以调变载体表面酸性和电负性,减小Ni晶粒尺寸,降低积炭的可能性。     

铈基脱硝催化剂的抗碱金属性能研究进展

氨-选择性催化还原(NH3-SCR)技术是消除NOx的最有效手段之一。铈基催化剂因其良好的氧化还原性能、适当的表面酸性、绿色经济而被广泛用于NH3-SCR反应,但目前用于SCR的铈基催化剂普遍存在碱金属中毒问题,严重限制了其实际应用。本文从铈基脱硝催化剂的碱金属中毒机理,降低碱金属中毒的策略(金属氧化物改性、酸化处理等)等方面总结介绍了近年来铈基催化剂抗碱金属中毒的最新研究进展,可为设计新型抗碱金属中毒SCR催化剂提供科学依据。     

电站锅炉SCR脱硝催化剂活性失活的研究

以某电站锅炉SCR脱硝催化剂为研究对象,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、分别对新催化剂、运行20000 h和运行30000 h的催化剂进行结构表征,并结合SCR脱硝实验对催化剂活性进行评价,综合分析该电站锅炉SCR脱硝催化剂的失活原因。研究表明,电站锅炉催化剂活性降低是多种因素共同作用的结果,其中活性组分流失、碱/碱土金属和砷中毒是导致催化剂活性降低的主要原因。     

SCR脱硝催化剂抗砷中毒改性优化与再生研究进展

选择性催化还原（SCR）是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术,催化剂是整个SCR脱硝系统的核心。在实际应用过程中,催化剂存在各种失活问题,其中砷中毒是催化剂失活的重要原因之一。本文详细阐述了SCR脱硝催化剂砷中毒的物理和化学失活机理,其中物理失活是由于As₂O₃在催化剂表面沉积、氧化造成催化剂孔道堵塞所致,而化学失活是由于砷氧化物破坏催化剂酸位点、改变活性基团形态、降低催化剂氨吸附及氧化还原能力所致。然后,系统介绍了抗砷中毒SCR脱硝催化剂的研发路线以及现有抗砷中毒催化剂优化改进的主要技术手段,主要包括调整催化剂孔隙结构、优化催化剂化学配方和烟气侧砷氧化物吸附固化等,其中MoO₃是优选的催化剂活性助剂,金属元素（如Bi、In、Sn、Mg）是主要的抗砷助剂,钙基物质是典型的烟气侧砷氧化物吸附添加剂。最后,对砷中毒废弃催化剂的再生技术进行了简要介绍,包括湿法清洗、热还原法、复合再生等,在实际工业应用中,主要以物理清扫、湿法清洗配合活性组分添加的复合再生方式实现中毒催化剂再生。本文可对未来抗砷中毒SCR脱硝催化剂的研发与优化提供重要支撑。     

凹凸棒石低温SCR脱硝催化剂的研究进展

选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前主流的氮氧化物脱除技术,其核心是催化剂。凹凸棒石成本低廉,性能优越,适合用作SCR催化剂的载体,而且以凹凸棒石为载体的催化剂显示出良好的低温选择性和稳定性,具有很好的应用前景。本文总结了凹凸棒石低温SCR脱硝催化剂的研究进展,阐述了活性组分、制备方法、前体物种、活性组分负载量、煅烧温度、元素掺杂等因素对催化剂脱硝活性的影响,同时简要介绍了导致此类催化剂失活的原因以及失活催化剂的再生方法,并指出在凹凸棒石负载型低温脱硝催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理,最后指出此类催化剂的未来研究方向主要是进一步提高现有催化剂的低温催化活性和抗中毒能力,实现工业化应用。     

燃煤电厂砷中毒SCR脱硝催化剂的失活特性研究

分别对某燃煤电厂运行了3个月和3年的SCR脱硝催化剂进行活性测试,并结合X射线原子荧光(XRF)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、比表面积(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行分析,探究SCR脱硝催化剂的砷中毒失活特性。结果表明,在富砷煤的使用条件下,电厂运行3个月和3年的催化剂都已发生严重失活,活性下降主要是由砷中毒引起,而且主要发生在催化剂表层,其中运行3个月催化剂活性下降主要由砷的物理中毒引起的,而对于运行3年的催化剂,由砷引起的物理中毒和化学中毒共同导致催化剂脱硝效率下降。     

铜系低温选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展

选择性催化还原（SCR）技术已广泛应用在燃煤电站烟气脱硝技术中,开发低温高活性、高抗中毒性能的催化剂体系已经成为国内外学者的研究重点。Cu系催化剂由于具有良好的脱硝性能及水热稳定性,得到了广泛的研究和关注。本文综述了近年来活性组分Cu负载在TiO₂、Al₂O₃、碳基材料和分子筛等材料上的研究进展;重点分析了Cu系催化剂低温SCR反应机理,主要包括Eley-Rideal （E-R）机理和Langmuir-Hinshelwood （L-H）机理,同时分析了SCR反应的两个必然过程：吸附（NH₃吸附和NO_x吸附）和反应;简要地介绍了Cu系催化剂的抗水抗硫中毒性能研究现状以及反应机理,同时介绍了碱金属中毒、飞灰和催化剂烧结对催化剂失活的影响,结合生命周期分析SCR脱硝系统还原剂氨和尿素对NO排放的影响。在此基础上展望了未来铜系催化剂的研究方向：采用新型方式对催化剂进行改性、进一步采用表征和模拟技术研究催化体系的反应机理、优化锅炉和催化剂设计减轻催化剂失活以及研究适用于其他还原剂条件的高选择性催化剂。     

基于NH3-SCR反应铜基小孔分子筛催化剂Na中毒对比研究

以浸渍法模拟碱金属中毒NH₃-SCR催化剂过程，制备不同Na含量（质量分数）的铜基小孔分子筛Cu/SSZ-13和Cu/SAPO-34，对比研究了二者的碱金属中毒机理。结果表明，外引Na离子均可严重影响两种催化剂的NH₃-SCR催化活性，造成催化剂的晶相结构坍塌，酸性量减少，活性物种减少。不同的是，Na引入量较低（<1.82%）时，Cu/SAPO-34比Cu/SSZ-13具有更强的Na离子耐受性，而当Na含量高于3.48%时，Cu/SAPO-34几乎完全丧失NH₃-SCR催化活性。通过催化剂的结构表征（BET、XRD和SEM）和酸性位表征（DRIFTS、NH₃-TPD和H₂-TPR），研究表明随着Na中毒程度的加深，Cu/SSZ-13的结构破坏是渐变式的，而Cu/SAPO-34的结构破坏是突变式的；Na中毒的机理研究表明，酸性位的减少是Cu/SSZ-13的SCR活性下降的主导原因，结构坍塌是Cu/SAPO-34的SCR活性下降的主导原因。     

燃煤电厂砷中毒SCR脱硝催化剂的失活特性研究

分别对某燃煤电厂运行了3个月和3年的SCR脱硝催化剂进行活性测试,并结合X射线原子荧光(XRF)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、比表面积(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行分析,探究SCR脱硝催化剂的砷中毒失活特性。结果表明,在富砷煤的使用条件下,电厂运行3个月和3年的催化剂都已发生严重失活,活性下降主要是由砷中毒引起,而且主要发生在催化剂表层,其中运行3个月催化剂活性下降主要由砷的物理中毒引起的,而对于运行3年的催化剂,由砷引起的物理中毒和化学中毒共同导致催化剂脱硝效率下降。     

SCR脱硝催化剂的碱及碱土金属中毒研究进展

选择性催化还原法(SCR)是目前治理NOx比较成熟和有效的手段,催化剂是SCR烟气脱硝系统中重要的组成部分,其性能会直接影响到SCR系统的整体脱硝效果和脱硝成本.在水泥、玻璃窑中,烟气成分中含有Na、K、Ca等碱及碱土金属,它们进入到SCR脱硝系统中后,会吸附于催化剂上,引起催化剂中毒,导致催化剂的使用寿命和催化效率显著降低,同时增加了SCR脱硝成本.本文介绍了碱及碱土金属对钒基和锰基脱硝催化剂的中毒研究情况,总结了其中毒作用机理、抗中毒能力提升及循环再生的相关研究工作进展.