V-Sb-Nb/TiO_2催化剂的制备及其抗中毒性能研究

采用浸渍法制备了负载Sb、Nb的V-Sb-Nb/TiO2催化剂,研究了典型中毒物质对其脱硝活性的影响,并将其催化性能与V2O5/TiO2、V2O5-WO3/TiO2做了比较。结果表明,与V2O5/TiO2相比,V-Sb-Nb/TiO2具有良好的抗金属氧化物及氯化物中毒的能力,同时其抗氯化物中毒的性能优于V2O5-WO3/TiO2。另外,在V-Sb-Nb/TiO2催化剂的基础上添加少量的WO3可以进一步提高催化剂脱硝活性。试验表明,Sb和Nb氧化物替代V2O5-WO3/TiO2催化剂(VWTi催化剂)中的WO3在经济技术上可行。     

尿素催化水解特性实验研究

在一石英管式炉上进行了尿素掺杂不同金属氧化物热解制取氨气的实验研究,比较了不同氧化物作为床料催化尿素水解制取氨气的性能。实验结果表明：纯尿素的分解不受水汽的影响,产氨率在50％左右,氨气主要生成在133～230℃区间;在水汽存在的情况下,金属氧化物的添加能大大促进尿素的分解和产氨率,氨气主要生成在133～300℃区间,产氨率可达100％。在150-400℃下对不同金属氧化物对HNCO水解的催化活性进行了实验,催化活性如下：TiO2〉γ-Al2O3〉沸石分子筛〉SiO2。催化条件下HNCO水解反应的活化能很低,水解反应主要受传质作用的影响。流化态金属氧化物催化水解实验结果表明,γ-Al2O3具有较高的催化活性和优良的稳定性、耐磨性,更适合当作床料进行流化态催化尿素水解。     

纳米负载型选择性催化还原反应催化剂的制备和性能研究

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了以陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂,并用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子透镜(transmission electron microscopy,TEM)表征了催化剂的晶型和形貌。研究了TiO2凝胶热处理温度和WO3负载量等重要参数对催化剂在以NH3为还原剂的选择性催化还原(selective catalytic reduc- tion,SCR)系统中的反应温度窗口、抗硫性的影响。最后考察了催化剂在不同NH3/NO比、O2含量、空速等因素下的性能指标。结果表明,在260~420℃的温度范围内,以陶瓷为骨架的负载型纳米V2O5-WO3/TiO2催化剂具有较高的SCR催化活性,且性能稳定; TiO2以锐钛形式存在的催化剂表现出高的抗硫性能,而TiO2以锐钛和金红石混晶形式存在时,抗硫性能比较差,但硫的中毒是可逆的,可再生;WO3负载量的增加提高了催化剂的活性。     

尿素溶液高温热分解特性的实验研究

在一管式石英反应器上实验研究了尿素溶液的高温热分解特性以及添加Na2CO3后对相关因素的影响,实验结果表明:保持很高的尿素有效分解率时所能达到的HNCO水解率很低;尿素初始浓度、氧含量对尿素有效分解率无显著影响,而氧含量对热解气中NH3或HNCO比例也无明显影响;氧气在高温下将部分热解气体氧化成了NO,而在一定温度时的自身选择性非催化还原作用产生了部分N2O;Na2CO3可以有效地促进HNCO的水解,添加Na2CO3时,停留时间的延长,提高了HNCO的水解率,降低了HNCO水解反应所需的温度,并且停留时间越大,温度对HNCO水解率的影响就越小,而较低温度工况HNCO水解率对停留时间的敏感度相对更大。     

CeO2-WO3/TiO2同时催化脱除氮氧化物与氯苯研究

氯苯(CB)和氮氧化物(NOx)作为恶化大气质量的主要原因,已成为新时期大气污染治理的重点.V2O5/TiO2催化剂虽然能够催化还原NOx和催化氧化CB,但其活性温度窗口重合区间较窄.为此,通过浸渍法制备了 CeO2-WO3/TiO2催化剂,考察了焙烧温度对催化性能的影响,以及催化剂在250～550℃同时脱硝脱氯苯的性...     

制备参数对V_2O_5/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

研究分析了制备参数对V2O5/TiO2催化剂选择性催化还原脱硝性能的影响,考察了V2O5/TiO2催化剂的抗水抗硫性能。结果表明,载体TiO2的比表面积越大,结晶度越弱,越有利于V2O5/TiO2催化剂上的SCR反应;在煅烧温度为500℃和煅烧时间为5 h的条件下制备的1 wt.%V2O5/TiO2催化剂具有最高的脱硝活性,在典型的SCR反应温度范围(300～400℃),NO转化率达到92.7%～98.8%;随着催化剂上V2O5担载量的增加,有序的V2O5晶体随之增加,反应温度的升高将导致N2O生成量的增多,降低催化剂的选择性;当烟气中含有10%H2O和(0～0.2%)SO2时,对V2O5/TiO2催化剂的脱硝活性影响不大。     

V2O5-WO3/TiO2基催化剂SCR法脱硝试验研究

以工业级锐钛型TiO2为载体制备了V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂,通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征.并在SCR反应器中测试其脱硝性能.自制催化剂比表面积较小,晶相仍为锐钛型,温度为330-4000℃、O2浓度大于1%、NH3/NO为0.9～1、空速比为24 000 h-1,脱硝效率达到80%以上,N2O生成率,NH3逃逸率及SO2氧化率均能够满足电厂脱硝的要求,并且因工业级TiO2粉体价格较低可降低催化剂成本.     

V_2O_5/AC脱硝催化剂制备条件的实验研究

采用固定床反应器研究了活性炭负载V2O5(V2O5/AC)催化剂制备过程中各项参数对催化剂脱硝活性的影响。结果表明:HNO3预处理对于V2O5/AC催化剂脱硝活性具有明显的促进作用,最佳的V负载量为3%;活性组分前驱体在450℃以上可完全分解,最佳的预氧化温度为230℃;当温度过高时,活性炭载体在预氧化过程中会与O2反应,同时V2O5会在活性炭表面聚集,从而造成脱硝活性的下降;最佳条件下制备所得V2O5/AC催化剂在实验条件下表现出高度稳定的脱硝性能,脱硝效率达90%。     

用于选择性催化还原烟气脱硝的V_2O_5/TiO_2催化剂钾中毒动力学研究

基于催化剂颗粒中毒的渐进壳模型,依据SCR反应的Eley-Rideal机制,对颗粒状V2O5/TiO2催化剂的钾中毒动力学进行研究,建立了V2O5/TiO2催化剂的钾中毒动力学方程。以催化剂的活性保留分率为桥梁,利用模型预测值和实验值建立了催化剂上钾沉积量与反应时间的关系。模拟了烟气中钾浓度和催化剂钾中毒反应速率常数的耦合对催化剂活性保留分率的影响,模型结果催化剂实际运行结果相符合。这表明文中建立的V2O5/TiO2催化剂钾中毒动力学模型是合理的。     

静电纺丝法制备TiO2-WO3纳米纤维及光催化脱汞的研究

采用静电纺丝法成功制备了TiO2-WO3纳米纤维,利用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、紫外可见吸收光谱(ultraviolet-visible,UV-Vis)及比表面积及孔径分析仪(Brunauer-Emmett-Teller,BET)对其进行表征。使用制备的纤维脱除模拟烟气中的元素汞,研究了TiO2-WO3分别在无光、紫外光和可见光下的脱汞率;考察了WO3的最佳掺杂比;并分析了TiO2-WO3光催化脱汞的机制。结果表明TiO2-WO3纤维中TiO2以锐钛矿相形态存在,纤维的直径约为200nm;当WO3的掺杂含量为7%时,TiO2-WO3在紫外光下的汞脱除率可达到100%;TiO2-WO3脱汞效率的稳定性好,在420 min时紫外光下的脱汞率仍保持在100%。表面酸性和有效的电荷转移是TiO2-WO3纳米纤维光催化活性提高的主要原因。     

钒钛系SCR催化剂性能参数分析

钒钛系催化剂在运行过程中容易因多种因素影响,导致其活性降低,从而对烟气的脱硝效率及NH3的逃逸量等参数产生负面影响,因此应把脱硝催化剂的性能检测与评价作为系统定期维护与管理的一项常规工作.通过对催化剂的性能检测及评价所需的若干参数及其评价方法进行论述及分析,为钒钛系催化剂的性能检测及评价工作提供了参考.     

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%~10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355~420 ℃的温度范围内NO脱除率为80%~85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。     

蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（NH3/NO、水蒸汽等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO2的氧化率和氨逃逸量的影响。发现自制蜂窝状催化剂在空速比（SV）小于3500h-1、NH3/NO在 0.9~1.0、温度320~420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求，低含量（低于2％）水蒸汽可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸汽对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸汽的加入会使NO脱除温度窗口拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。     

SO2与H2 O对商用钒钨钛脱硝催化剂毒化作用综述

选择性催化还原（ＳＣＲ）脱硝技术在火电厂得到广泛应用,烟气组分对催化剂的性能影响及催化剂中毒、细颗粒物产生是当前研究热点。综述重点探讨了工业烟气中SO2、水蒸气（Ｈ２Ｏ）对商用钒钨钛脱硝催化剂的毒化机理、影响因素及控制措施。SO2的毒化机理主要包括硫酸铵盐的覆盖堵塞,催化剂表面活性点位的硫酸盐金属化,以及SO2与NH3、NO的竞争吸附等;H2O的毒化机理主要是其与NH3、NO竞争吸附降低了催化剂的脱硝效率,并促进产生大量的硫酸铵盐,以及阻碍硫酸铵盐与NO的降解反应等。     

麦秆热解过程中氮迁移特性的试验研究

在氩气气氛下，利用热重-傅里叶红外光谱联用技术研究麦秆热解过程中含氮气体NH3、HCN、NO及HNCO等的析出及分布特性。揭示生物质挥发分中含氮化合物的主要存在形态和转化率。结果表明：热解条件影响生物质燃料氮的析出分布。升温速率提高，NH3及HCN的析出总量减少，但NO及HNCO的析出总量呈增加趋势；麦秆粒径增加，热解产生的含氮气体的析出量减小。NH3所占份额增加明显，HCN/NH3质量比减小。粒径越小，HNCO及NO在含氮气体中所占份额越大；热解终温升高，NH3及HCN的析出量增加，HNCO及NO的析出量减小。低温热解，残留在焦中的氮含量较高。     

Mixed Hydroxide Precursors for La2Ti2O7 and Nd2Ti2O7 by Homogeneous Precipitation

Feasibility of formation of stoichiometric precursors of either M₂ (TiO)₂(C₂O₄)₅ 4H₂O (M = La and Nd) or coprecipitated hydroxides of M(OH)₃+TiO(OH)₂ was investigated by two solution routes at different pH values. Composition of precipitates obtained at pH = 7.0 by coprecipitation method starting from La or Nd nitrates and potassium titanyl oxalate corresponded to a physical mixture of La or Nd(C₂O₄)₃ 9.5H₂O and TiO(OH)₂7·H₂O which on thermal decomposition did not yield phase pure M₂Ti₂O₇. However, precipitation from La or Nd nitrates and titanium tertrachloride by urea hydrolysis yielded homogeneous mixture of hydroxides of La or Nd and Ti, which on pyrolysis at 950°C yielded phase pure La₂Ti₂O₇ and Nd₂Ti₂O₇. Use of potassium titanyl oxalate as precursor for Ti, led to selective precipitation of La or Nd oxalate even at pH as low as 0.1 leading to sequential precipitation of La or Nd oxalate followed by Ti hydroxide at pH = 3.0. The resultant precipitate on pyrolysis underwent typical solid-state reaction.     

波纹板式SCR催化剂性能检测及其失活原因分析

催化剂性能检测对火电厂烟气脱硝运行和管理有重要意义。选取了某电厂运行23 500 h的波纹板式催化剂（旧催化剂）和同品牌新催化剂,采用XRF,XRD,H2-TPR,DRIFT等手段进行微观性能表征并测试了其活性。结果表明：与新催化剂相比,旧催化剂中Fe、K、Na和Mg等元素的含量明显增多,比表面积和孔容分别下降了38.7%和14.3%,氧化还原性能和Bronsted酸性位数目均有较大程度的下降,脱硝效率由原来的96.2%下降为91.3%,活性系数下降25.3%;烟气飞灰中碱金属和碱土金属的毒害作用是催化剂活性下降的主要原因。指出：波纹板式催化剂易被飞灰堵塞,应保持催化剂吹灰装置良好运行,并利用机组停运机会对催化剂进行清灰,以提高脱硝效率和延长催化剂使用寿命。     

SCR烟气脱硝尿素热解和水解技术经济性分析

尿素由于运输储存安全方便和对环境无害的特点,成为燃煤电厂SCR烟气脱硝还原剂液氨的可靠替代品。选择合适的尿素制氨技术是SCR烟气脱硝液氨改尿素工程的关键环节。通过工程建模对比分析采用尿素热解和尿素水解工艺的投资费用和运行成本,采用热力学方法分析尿素制氨系统能耗水平。结果表明：尿素水解投资略高于尿素热解,但其运行成本较低,技术经济性更优;尿素热解运行成本高的原因主要在于尿素转化率偏低,且采用高品质电能作为热源。     

火电厂尿素热解和水解工艺研究

介绍了脱硝还原剂的选择,并以600 MW机组为例对尿素热解和水解制氨工艺从技术、经济性两方面进行了分析比较。结果表明,尿素水解工艺在设备投资上比热解工艺投资要低约11%,而且每年运行费用大约要低27%;但从工艺成熟性和运行安全考虑,尿素热解技术要比水解技术更成熟、运行更稳定和安全。研究结果对目前火电厂选择合适脱硝工艺具有一定的现实意义和参考价值。