高温催化条件下燃煤烟气SNCR脱硝实验研究

通过浸渍法将稀土尾矿中的活性成分负载到活性炭颗粒上制得脱硝催化剂,探究烟气温度、催化剂粒径以及NH_3/NO比例因素对高温燃煤循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝效率的影响。通过烟气分析仪结合红外光谱分析检测烟气组分含量并计算脱硝率,利用TG、SEM、XRD、TPD、TPR等技术手段表征催化剂性质和微观结构。结果表明,制备的催化剂孔隙发达,比表面积较大,对气体的吸脱附效果较好。烟气温度和氨氮比是脱硝率的重要影响因素。脱硝率随烟气温度的增加呈先上升后下降的趋势;随着NH_3/NO比例的增加、催化剂粒径的减小和添加量的增加,脱硝率均呈现先升高后降低的趋势;催化剂的存在对提高燃煤循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝效率具有明显的促进作用。催化剂中的部分Fe、Ce、La、Nd、Pr等组分在高温下容易与活性炭结合,形成共熔体,有利于联合协同催化脱硝反应的进行;制备的脱硝催化剂相对于原矿有较高的比表面积、酸量与还原性能力。     

改性炼钢污泥催化剂的催化脱硝性能

选择性催化还原技术是工业烟气脱硝技术中最常用的烟气脱硝方法.但催化剂的制备过程较为复杂,并且制备成本较高.本文以钢铁企业在生产过程中产生的炼钢污泥作为原料,采用焙烧改性、硫酸改性和硫酸–焙烧改性三种不同方法对其进行处理,制备了一种用于选择性催化还原氮氧化物的新型催化剂.采用比表面积分析法(BET)、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)和NH3程序升温脱附分析(NH₃-TPD)等表征手段,对改性前后炼钢污泥催化剂物理化学性质的变化进行分析研究.结果表明：催化剂的主要活性组分为Fe、Mn、V、Ti;焙烧改性对催化剂活性具有一定的提升效果,可以使催化剂中的Fe₃O₄转化为具有更好脱硝活性的α-Fe₂O₃;硫酸改性后的催化剂具有优异的催化活性,300°C时可以达到88.5%的脱硝效率;硫酸改性改变了催化剂表面形貌,减小了晶粒尺寸,生成了大量的硫酸盐物种,给催化剂表面提供了更多酸性位点,从而促进催化性能的提升.该研究为低成本脱硝催化剂的开发提供了...     

CeOx-MnOx/TiO2低温SCR催化剂的制备及脱硝性能

利用超声浸渍法分别制备了MnOx/TiO2和CeOx-MnOx/TiO2低温选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂,并对其进行了SEM、EDS、BET及XPS等表征,在此基础上,研究了催化剂的低温SCR脱硝性能,重点考察了Mn负载量及Ce/Mn摩尔比对催化剂性能的影响,结果表明：当Mn负载量为15%时,催化剂具有较高的催化活性;Ce的掺杂有利于催化剂催化活性的提升,当Ce/Mn=0.8时,其催化活性最高,在180℃时达到了97.86%。另外,Ce的掺杂有利于提升催化剂的抗硫抗水特性,但仍有待进一步提升。     

改性含钒物料的脱硝性能及理化性能

我国钢铁行业典型工序烟气中NO_x控制是研究的焦点。选择性催化还原技术是工业烟气脱硝技术中最常用的烟气脱硝方法。为充分发挥含钒物料的利用价值，降低脱硝成本，本文以钢铁企业在生产过程中产生的含钒物料为原料，采用焙烧预处理和硫酸浸渍的方式改性，制备了一种用于选择性催化还原氮氧化物的新型催化剂。通过优化制备参数，获得高活性和高抗性的脱硝催化剂，并借助表征技术明晰其理化性质。根据催化活性测试结果，经焙烧改性后含钒物料催化活性相较于未改性者仅略有提高，而硫酸改性极大提高了催化剂的高温催化性能和抗水抗硫性。氧气在催化反应过程中起着重要作用，较低含量或较高含量都会产生负面影响。焙烧处理后活性物种主要由Fe₃O₄向α-Fe₂O₃转变，而硫酸改性对表面孔结构有增强作用，可以促进催化剂的活性提升，同时催化剂中形成的硫酸盐物种对于提高催化活性也起着至关重要的作用。     

V/AC催化剂改性机理及其CO脱硝活性

为探明不同钒负载量对活性炭的改性机理和所制备催化剂的CO脱硝活性,选用椰壳活性炭为催化剂载体,先用硝酸活化活性炭,再用VOSO₄溶液浸渍并煅烧,制得V/AC系列催化剂。对V/AC进行SEM、EDS、BET、XRD和FTIR表征研究,探究V/AC改性机理,结果表明,催化剂表面活性组元均含有V及其氧化物。10%V负载量所制备催化剂能高效利用活性炭孔容并构建出新结构,比表面积和孔体积得以提高。V/AC系列催化剂表面均可观察到V₂O₅和V₂O₃活性组元。随负载量增加羧基和O-H官能团逐渐减少,过多负载量会破坏C-OH、C-O和C=O键。分析脱硝活性可知,具有较优理化参数的10%V负载量催化剂脱硝活性高于其他催化剂,同时15%V负载量催化剂的CO脱硝活性又高于5%V负载量催化剂。相关研究成果可为低温催化剂制备和CO脱硝技术应用提供借鉴。     

铥改性MnCeOx/TiO2催化剂在氨中低温还原NOx的优越性能

采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTm_yO_x/TiO₂(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmO_x对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmO_x/TiO₂催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH₃-TPD分析探究了TmO_x的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150℃具有95%以上的NO_x转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm_0.3O_x/TiO₂催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH₃-SCR脱硝性能。     

鲁宝环炉SNCR+SCR联合脱硝技术的应用研究

根据鲁宝环炉烟气温度特点、氮氧化物浓度及烟气量,研究确定了鲁宝环炉烟气采用SNCR+SCR联合脱硝工艺,脱硝剂采用尿素;并确定了脱硝装置设备组成和设备布置.根据鲁宝环炉压火、提温、空炉膛等炉况变化特点,分别建立SNCR脱硝及SCR脱硝控制模型对尿素溶液喷入量进行自动调节控制,使脱硝后NOx质量浓度保持稳定.鲁宝环炉烟气脱硝在选择性催化还原SCR脱硝装置基础上增加1套选择性非催化还原SNCR脱硝装置,烟气NOx质量浓度从300～500 mg/m3(波动大时高达800 mg/m3)降低到100 mg/m3以下,整体脱硝效率达到87％以上,脱硝前后颗粒物浓度没有增加,达到了第四时段排放标准要求.     

锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂的脱硝性能研究

采用浸渍法制备锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂，探究硫酸浓度和锰改性量对催化剂脱硝活性的影响，并通过BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征手段对催化剂性能进行分析。结果表明，硫酸浓度为3 mol/L时催化剂的反应温度窗口为350～450℃,在400℃时达到最佳脱硝效率67%;继续添加5%Mn改性后，催化剂的反应温度窗口向低温移动至250～350℃,在此温度范围内N₂选择性保持在70%以上，并在300℃时达到最佳脱硝效率86%。随着硫酸浓度的增加，催化剂的比表面积先增大后减小，孔容、孔径迅速减小。硫酸活化增加了催化剂表面酸性位点的数量，提高了催化剂对NH₃的吸脱附能力。锰元素在催化剂表面以无定形态存在。锰改性催化剂在低温段较强的氧化还原能力是其反应温度窗口较硫酸活化催化剂低的主要原因。     

烧结烟气低温SCR脱硝催化剂的制备及试验研究

为探索烧结烟气低温SCR脱硝催化剂的使用性能,制备了一种低温脱硝催化剂,在烧结厂区构建SCR脱硝试验装置,优化研究温度、NH3/NOx摩尔比与脱硝效率的关系,220℃及200℃连续运行及再生状况.结果表明:在200～350℃,脱硝效率达90.2％～93.6％,且随温度升高而升高,NOx满足超低排放要求;脱硝效率随NH3...     

烧结烟气条件下微波催化直接分解NO脱硝试验

复杂烧结烟气条件下,实现低温高效直接分解NO具有极大挑战性。在低温过量O₂且含SO₂和CO₂气氛下,本文通过研制CeO₂/MgCo₂O₄-40%BaCO₃催化剂用于微波催化高效直接分解NO,并考察该催化剂的脱硝和抗硫性能;通过XRD和TEM表征分析催化剂失活以及改性后失活得到改善的原因。结果表明：当进入气体中CO₂体积分数为5%时,该微波催化剂的脱硝率几乎保持稳定;引入CeO₂后,该微波催化剂的抗硫性能明显提升,在SO₂体积分数为0.1%气氛下,当反应温度仅为250℃时,该微波催化剂可实现99.9%的NO转化率和99.9%的N₂选择性;TEM结果表明,反应前后,该催化剂的形貌特征无明显差异。本文建立的微波催化直接分解NO的脱硝新方法,可为复杂烧结烟气条件下绿色深度脱硝提供新途径。     

链箅机铁矿球团料层催化脱硝的反应行为及影响因素

 在资源约束、环保压力趋紧的形势下,新时期球团环保的重点是减少NO_x的排放,其高效控制关系着球团行业的生存。以铁矿球团为对象,研究了球团料层温度对不同铁精矿球团脱硝的影响,在此基础上研究了链箅机抽风干燥段(DDD段)催化脱硝的反应行为,并通过脱硝率、氨利用率等来表征烟气成分对DDD段喷氨脱硝的影响。研究结果表明,在相同条件下,赤铁精矿的催化性能优于磁铁精矿和混合铁精矿,同时分析了链箅机各段温度分布的特点,最终选择DDD段作为SCR脱硝的反应区域。DDD段适宜的脱硝条件为,温度为300～350 ℃,氧气体积分数为15%～20%,氨氮比(物质的量比)为0.5;在链箅机抽风干燥段进行SCR脱硝时,烟气中的SO₂体积分数由0提高到0.050%,反应脱硝率由51.0%降低到34.4%;随着烟气中水蒸气含量的提高,反应脱硝率降低,在水蒸气体积分数为9%时,脱硝率仅为44.9%,总体来讲,控制SO₂体积分数小于0.040%,水蒸气体积分数小于6%,可以获得40%左右的脱硝率,在DDD段喷氨催化法脱硝是高效可行的。     

活性炭烟气脱硫催化反应速率实验研究

针对活性炭烟气脱硫过程,以吸附质浓度沿床层分布曲线实验为基础,对活性炭脱除SO₂的催化反应速率的影响因素进行了探讨.研究发现SO₂质量浓度和CO₂体积分数对活性炭催化反应速率有显著影响.SO₂质量浓度对活性炭催化反应速率影响最大,随着SO₂质量浓度升高催化反应速率将显著增加,但高SO₂质量浓度下催化反应速率将不再增加;体积分数在15%以内的CO₂对催化反应速率呈线性抑制,使得活性炭催化反应速率降低约30%;烟气线速度在0.14～0.3 m·s-1之间变化时对催化反应速率的影响效果不大.      

MnOx?FeOy/TiO2?ZrO2?CeO2低温选择性催化还原NOz和抗毒性研究

用溶胶凝胶法制备TiO₂?ZrO₂?CeO₂（摩尔比4∶1∶1.25）载体,柠檬酸溶液浸渍法进一步负载MnO_x及MnO_x?FeO_y,进而合成了一种Fe掺杂的新型Mn基复合氧化物催化剂,考察其NH₃选择性催化还原NO性能及抗硫性能。它在含硫氛围中有良好的低温选择性催化还原（SCR）能力和抗中毒能力,Fe的引入促进了Mn与TiO₂?ZrO₂?CeO₂载体之间的相互作用,增加了催化剂表面Lewis酸性位点的数量。根据X射线光谱分析,Mn4+,Ce4+和吸附的氧的含量明显增加,对提高催化剂的性能非常有利。根据热重分析,在SO₂和H₂O同时存在的环境下,Fe的存在使硫酸铵和硫酸铈的产生量减少,抑制了锰的硫酸化,进一步提高了催化剂的抗毒性。MnO_x（12.5%）?FeO_y（0.8）/TiO₂?ZrO₂?CeO₂（4∶1∶1.25）催化剂在180 ℃下,同时通入体积分数10% H₂O和125×10?6 SO₂ 240 min,NO_z转化率可保持在75.6%。根据研究成果,新型锰基复合金属氧化物催化剂为进一步探索催化剂的SCR反应和抗毒机理提供了基础,促进了SCR工艺的工业应用。      

氧化球团烟气中SO2和H2O(g)对SCR脱硝的影响

选择性催化还原(SCR)具有效率高、技术成熟的优势,但处理球团烟气需要加热才能达到SCR脱硝的反应温度,导致能耗和运行成本高.氧化球团预热Ⅱ段(PH段)烟气温度在300℃以上,满足SCR反应所需温度,但是烟气中含有的SO2和H2O(g),会对催化剂的脱硝性能产生影响.研究了 PH段烟气中SO2和H2O(g)对V/Ti催...     

Pt涂层蜂窝金属和Ce改性Fe2O3催化CO的性能对比

铁矿石烧结烟气中含有较高浓度的CO（体积分数0.5%～2%）,因此对其进行CO脱除意义重大。为了探究不同类型催化剂的催化效果,采用浸渍法制备了Pt涂层蜂窝金属催化剂和铁铈氧化物催化剂,并通过X射线荧光光谱分析（XRF）对其组分含量进行了分析。二者在模拟烧结烟气中进行CO脱除性能的对比实验,活性测试表明,不同CO初始体积分数、烟气温度以及水汽含量对CO催化氧化的脱除效率影响较大。当模拟烟气中不含水汽的时候,二者在180 ℃及更高温度下对CO的脱除效率均能达到60%以上。反应温度为180 ℃,水汽体积分数为11.7%时,Pt负载型催化剂中的CO转化率为63.9%,而该条件下Ce改性Fe₂O₃催化剂的CO转化率仅为34.9%。当温度在180～300 ℃范围内,Pt负载型催化剂具有较好的抗水性,且继续升高温度,水汽体积分数增加对催化剂效率的负面影响更显著。如水汽体积分数从0增加到27.1%时,与180 ℃时的催化效率相比,Pt负载型催化剂在240 ℃时的催化效率由73.9%降至62.3%,降幅远远增大。另外,对这两种催化剂进行了抗硫性测试。当水汽体积分数为0时,Ce改性Fe₂O₃催化剂抗硫性更佳,但当SO₂和水汽同时存在的情况下,Pt负载型催化剂具有更好的抗硫性。因此,在实际烧结中建议采取高效的脱硫措施并布置脱水层以减少其对于催化剂的负面影响。      

球团烟气SNCR与嵌入式SCR耦合脱硝新技术

在中国大力推动绿色低碳发展的形势下,钢铁行业全面实施烧结、球团工业大气污染物超低排放,球团NOx减排迫在眉睫,减排效果将关乎球团行业的生存与发展.针对国内主流的链箅机-回转窑球团生产工艺NOx排放质量浓度高的问题,在系统分析球团烟气特性与NOx分布的基础上,开展了选择性非催化还原法脱硝技术(SNCR)与嵌入式选择性催化...     

Effects of MO_x(M=Mn,Cu,Sb,La)on V-Mo-Ce/Ti selective catalytic reduction catalysts

A series of MO_x-V_2O_5-MoO_3-CeO_2/TiO_2(M=Mn,Cu,Sb,and La) catalysts were prepared via an impregnation method.The physico-chemical properties of the catalysts were characterized and their NH_3-SCR of NO performance was compared.The Mn-loaded catalyst(Mn5V1Mo3Ce7/Ti) exhibits a large number of acid sites of varying strength,and together with good reducibility of the catalyst,contributes to the optimal SCR performance.The sulphate species formed in the presence of SO_2 significantly enhance the H_2O and SO_2 tolerance of Mn5V1Mo3Ce7/Ti.The Cu-loaded catalyst(Cu5V1Mo3Ce7/Ti)demonstrates potential in flue gas applications in the absence of SO_2 at low temperatures because of the excellent redox ability observed and the high degree of weak acid sites.The Sb and La loaded catalysts(Sb5V1Mo3Ce7/Ti and La5V1Mo3Ce7/Ti),especially La5V1Mo3 Ce7/Ti,exhibit the largest number of acid sites and the lowest reducibility,and therefore,may be suitable for use in high temperature denitrification applications.     

Ce-Mn mixed oxides supported on glass-fiber for low-temperature selective catalytic reduction of NO with NH3

Samples of cerium-manganese oxides supported on modified glass-fiber with different Ce/Mn molar ratios （Ce-Mn/GF） were prepared by an impregnation method and tested for low-temperature （80 180 ℃） selective catalytic reduction （SCR） of NO with ammonia. This brand-new technology could remove NO and particles matter from coal-fired flue gas. The surface properties of the catalysts were examined by means of Bmnauer-Emmett-Teller （BET）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）, X-ray diffraction （XRD）, and scanning electron microscopy （SEM）. The experimental results showed that the catalyst with a Ce/Mn molar ratio of 0.2 obtained high activity of 87.4% NO conversion at 150 ℃ under a high space velocity of 50000 h1. Deactivation poisoned by SO2 still occurred, but the Ce-Mn/GF（0.2） catalyst performed desirable tolerance to SO2 with decreasing 50% in 40 min and then maintaining at about 30% NO conversion. Characterization results indicated that the excellent low-temperature catalytic activity was related to the high specific surface area, pore structure, and amorphous phase.     

Design Model for Selective Catalytic Reduction Process: Solution of Convective Diffusion and NOx Reaction

A simple model for the design of selective catalytic reduction (SCR) process is presented. The two-dimensional mass transfer equation shown in Bai and Chwu (1997) is simplified and the analytic solution is obtained. The analytic solution is verified by the solution of the numerical two-dimensional model as well as published experimental data. Then it is applied for the design of the SCR reactor. Effects of operating temperature, inlet molar ratio of NH3∕NO, channel pitch, and gas flow rate on the SCR reactor volume are evaluated based on a designed NO removal efficiency. The NH3 slip problem of a given inlet ratio of NH3∕NO also is discussed. It is shown that the injection ratio of NH3∕NO must be slightly higher than the desired NO removal efficiency so that the reactor volume can be reduced and the problem of NH3 slip is not a major concern.     

烧结烟气低温SCR脱硝催化剂半工业化试验

低温SCR是烧结烟气脱硝技术发展的主要方向,而催化剂是其中的关键因素.针对烧结烟气的特点,研发出低温平板式抗碱脱硝催化剂.为了明确该催化剂的低温脱硝活性、运行稳定性、积灰特性和抗碱金属中毒能力,在太钢450 m2烧结机活性炭脱硫脱硝装置后进行了低温SCR脱硝催化剂半工业化试验.结果表明,在150℃的烟气温度下,催化剂脱...