CeO_2-MoO_3/TiO_2型无钒脱硝催化剂性能研究

以CeO_2为活性组分、MoO_3为助剂,制备了CeO_2-MoO_3/TiO_2型无钒脱硝催化剂。分析了不同活性组分、助剂、载体、制备方法和预处理方法对催化剂活性的影响,并与传统的以V2O_5为活性组分的V2O_5-WO_3/TiO_2型和V2O_5-MoO_3/TiO_2型催化剂进行比较。结果表明:以CeO_2为活性组分的无钒催化剂具有与传统钒基催化剂同样高效的脱硝性能;MoO_3助剂能有效提高催化剂的活性,且效果优于WO_3;相较于共沉淀法,采用等体积浸渍法制备的铈基催化剂具有更高的比表面积和脱硝活性;对催化剂进行硫酸浸渍预处理会抑制催化剂活性,而采用SO_2预处理则对脱硝活性有一定的提升,基于等体积浸渍法制备的5Ce-5Mo/TiO_2催化剂经SO_2硫化预处理后,在温度为350℃、空速75 000h-1的条件下脱硝效率可达89.15%。     

CuO/g-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/g-Al2O3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备纳米孔径的CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。两类催化吸附剂250～400℃范围内脱硝效率稳定在70％以上。在350℃时效率稳定在最高值。利用程序升温方法研究了两类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化,是脱硝效率下降的主要原因。CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成NO2,NO2生成有利于脱硝反应的进行。NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用。改进的CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高催化剂了脱硝效率。催化剂反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,其再与吸附催化剂上的NH3反应。     

CoCeNi改性非沥青基煤质活性焦低温脱硝活性研究

采用等体积浸渍法制备了系列CoCeNi改性非沥青基煤质活性焦(NPAC)催化剂,并结合N_2吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱分析以及NH3程序升温脱附等表征技术,对3种金属单一负载和共负载后改性活性焦的低温NH_3-SCR脱硝活性进行了研究。结果表明:单一负载和共负载都可提高非沥青基煤质活性焦的低温脱硝活性,且共负载的脱硝能力较强;CoCeNi可以较好地并入NPAC的类石墨微晶结构,Ce、Co和Ni在负载改性NPAC表面分散均匀;Ce以Ce~(3+)和Ce~(4+)形式存在,但以Ce~(4+)为主,Co以Co~(2+)和Co~(3+)形式存在,Ni以Ni~(2+)和Ni~(3+)形式存在;金属负载改性使NPAC的化学吸附氧浓度增加,氧化NO能力和表面酸性增强,增加了NH_3吸附和活化能力,从而提高其低温脱硝能力。共负载改性NPAC在150℃脱硝率达到71.55%。     

陶瓷催化过滤器制备及其脱硝性能研究

采用溶胶凝胶法在陶瓷过滤器上负载TiO_2载体,再负载脱硝活性组分V_2O_5,制备出具有催化功能的V_2O_5-TiO_2陶瓷催化过滤器;采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、化学吸附仪等手段对制备的陶瓷催化过滤器进行了表征;不考虑飞灰颗粒影响,在模拟烟气条件下对制备的陶瓷催化过滤器进行了脱硝性能研究,分析了TiO_2负载次数和负载量、V_2O_5负载量、表面速度、氨氮比等对陶瓷催化过滤器脱硝性能的影响,并考察了表面速度以及氨氮比对陶瓷催化过滤器脱硝性能的影响。结果表明:脱硝催化剂均匀负载在陶瓷过滤器上;负载1次TiO_2载体(即TiO_2质量分数为3%)可以获得最大的过滤器比表面积,有利于负载活性组分;温度为340℃,烟气流量为0.5L/min,V_2O_5负载量为10%时陶瓷催化过滤器的脱硝活性最高,达到80%左右。该结果为进一步研究和优化陶瓷过滤器负载脱硝催化剂提供了依据。     

CuO/γ-Al2O3催化剂上NH3选择性催化还原NO

利用溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。通过研究发现CuO/γ-Al2O3催化剂在250～450℃范围内脱硝效率达到了75%以上,硫化后催化剂的最佳温度窗口向高温扩展。同时利用程序升温方法研究了CuO/γ-Al2O3催化剂对NH3的氧化性能,发现催化剂的脱硝反应活性不仅取决于催化剂表面的氧化性能,而且还与催化剂本身结构相关。硫化后的催化剂氧化性能降低,是催化剂在低温区活性降低的主要原因。水蒸气存在使最佳脱硝反应温度窗口向高温方向偏移。动力学计算表明催化剂优良的孔结构特征和较高的单层分散活性组分降低了催化剂反应所需的活化能。     

CuO/γ-A1203和CuO-Ce02-Na20/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性.2类催化吸附剂250～400℃范围内脱硝效率稳定在70%以上.在350℃时效率稳定在最高值.利用程序升温方法研究了2类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化生成N2、NO和N20,是脱硝效率下降的主要原因.CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成NO2,NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用.改进的CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高了催化剂脱硝效率.催化反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,再与吸附催化剂上的NH3反应.     

不同TiO2载体的SCR脱硝催化剂性能研究

采用分步浸渍法制备了两种脱硝催化剂,它们分别以锐钛型纳米级TiO_2和工业级TiO_2为载体,负载V_2O_5和WO_3在固定床反应器中,研究相同条件下不同载体对催化剂脱硝性能的影响,并通过比表面积测定、X-射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行研究。试验表明,以纳米级TiO_2为载体的催化剂具有较好的性能。     

蜂窝状CuO/γ-Al_2O_3催化剂表征及其烟气脱硝性能研究

通过浸渍法制备了CuO/γ-Al2O3系列催化剂,在模拟烟气脱硝试验装置上考察该催化剂的脱硝性能,并利用比表面积分析仪(BET)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行了微观表征分析,研究了CuO的负载量、煅烧温度及CeO2对催化剂表面性能及催化剂脱硝活性的影响。结果表明:随着负载量的增加,CuO的衍射特征峰强度随之增加;CuO负载量对CuO/γ-Al2O3催化剂的表面结构有较大影响,随着CuO负载量的增加,试样的比表面积和孔体积均呈减小趋势,而平均孔径略微增大;CuO/γ-Al2O3催化剂的活性较高,对NO选择性催化还原较为适宜;CuO负载量为7.5%,煅烧温度为500℃时催化剂的NO转化率最高可达91.4%,加入CeO2可使催化剂的NO脱除效率达到94.5%。     

SO2对于铁基硫酸盐的NH3选择性还原NO催化活性的影响

以硫酸亚铁热解产生的铁基硫酸盐催化剂的选择性催化还原反应活性为对象,研究了300-500℃范围内S02对于该催化剂催化性能的影响。通过固定床实验,原位红外漫反射测试NH,吸附实验测试了催化剂的脱硝活性、选择性及NH3的吸附情况。实验结果表明：S02促进了铁基硫酸盐催化剂的选择性催化还原反应活性,提高了NH,的选择性。原位红外光谱实验进一步证实SO2的吸附增强了催化剂表面的BrФbnsted酸性位,促进了NH3的吸附,有利于NH3与NO的反应,从而体现出较强的脱硝活性。考虑到脱硝活性以及NH3选择性的情况,选取350℃为主要反应温度比较合适。     

焙烧温度对Mn-Cu/TiO2催化剂性能的影响

Mn-Cu/TiO2具有较大的比表面积、活性组分与TiO2强烈的相互作用、良好的氧化还原能力以及较高的吸氨能力。故将溶胶凝胶法制备的Mn-Cu/TiO2催化剂,应用于NH3低温选择性催化还原(SCR)脱硝技术。为提高该催化剂的活性和抗SO2中毒能力,研究了溶胶凝胶法焙烧温度对Mn-Cu/TiO2催化剂催化性能的影响,并通过吸附N2能力测试(N2-BET)、X射线衍射试验(XRD)、H2和NH3的化学吸附特性测试(H2-TPR、NH3-TPD)等多种手段对催化剂的理化性能进行表征。研究发现,在400℃下焙烧制备的催化剂拥有最佳脱硝活性和抗SO2中毒能力。     

微波制备3V5Mn5Ce/TiO_2烟气脱硝催化剂实验研究

采用微波辐射干燥制备3V5Mn5Ce/TiO2脱硝催化剂,考察反应条件对其脱硝活性的影响,并运用XRD、SEM和BET手段对催化剂进行了表征;通过NH3、O2和NO的瞬态响应实验探讨此催化剂的SCR反应机理。结果表明,催化剂具有较好的SCR脱硝活性,空速30000 h-1,220℃时脱硝效率达到93.9%;微波干燥能够增大催化剂的比表面积,减轻粒子的团聚,使晶粒变小,分布更加均匀,提高催化剂的SCR活性;瞬态响应实验表明在此催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理。     

铁铈氧化物催化剂脱硝性能及抗碱金属盐中毒性能研究

采用浸渍法制备了CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2脱硝催化剂,研究了反应温度对不同铈钛摩尔比催化剂脱硝效率的影响,以及负载10%CeO_2和3%Fe2O_3的催化剂的抗硫性能和抗钾、钠碱金属盐中毒性能。试验结果表明:CeO_2-Fe_2O_3/TiO_2催化剂最佳反应温度为350℃;铁铈氧化物催化剂的最佳组分配比为CeO_2摩尔分数10%,Fe_2O_3摩尔分数3%,NO脱除率可达95.65%;10%-3%CeO_2-Fe_2O_3催化剂具有良好的抗硫性能;钾、钠碱金属盐对催化剂均有一定的毒化作用,但未对催化活性成分的晶相产生影响,只是削弱了活性成分与载体间的相互结合作用,且钾盐对催化剂活性的影响大于钠盐;钾、钠碱金属盐使催化剂中毒失活可能是由于催化剂NH3吸附能力下降,吸附量减少。     

以偏钛酸溶胶为载体的SCR脱硝催化剂的制备及性能研究

催化剂是NH3法选择性催化还原(SCR)脱硝技术的核心,催化剂的低温活性、选择性和稳定性直接影响到NOx的脱除效果。SCR脱硝催化剂的性能主要取决于催化剂活性组分和催化剂载体。以工业级硫酸氧钛为原料,采用均匀沉淀法和直接沉淀法制备了2种偏钛酸溶胶,并以偏钛酸溶胶为载体,采用同步浸渍法加载V2O5和WO3成分,分别制出脱硝催化剂样品。在固定床反应器中,测试催化剂的脱硝性能,并通过比表面积测定、扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行研究。试验表明,以直接沉淀法制备的SCR脱硝催化剂活性较高,在实验条件下NO脱除率最高可达88.5%。     

失活SCR脱硝催化剂化学清洗再生技术研究

以某燃煤电厂废弃的失活SCR脱硝催化剂为研究对象,用化学清洗方法对其进行再生,以了解化学清洗液有效成分、浓度和液固比等去除脱硝催化剂表面Fe2O3、K2O、Na2O的效果;同时,对再生前后脱硝催化剂的比表面积、孔容和脱硝活性进行了测试,并对比了二者的表面形貌特征。结果表明：硫酸、硝酸对去除催化剂表面中毒元素非常有效,其中硝酸溶液的最佳质量分数为2%;适当增大液固比有利于彻底清洗催化剂表面的中毒元素;经过化学清洗再生后,脱硝催化剂表面变得粗糙,比表面积增大至新催化剂的93.88%,脱硝活性有较大提高,为新催化剂的89%。     

γFe2O3的选择性催化还原脱硝性能及其对NH3和NO的表面吸附行为研究

采用γFe2O3纳米粉末制备选择性催化还原(selective catalysis reduction,SCR)脱硝催化剂,通过XRD、BET对催化剂进行表征,并对此催化剂的低温SCR脱硝性能在一固定床反应器中进行考察;此外通过原位红外漫反射光谱法(diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy, DRIFTS)研究了反应物在催化剂表面的吸附活化。结果表明,实验所采用的Fe2O3为纯γ相,具有较高的热稳定性和脱硝效率。DRIFTS实验研究表明,NH3主要吸附到γFe2O3催化剂表面 L 酸位形成吸附态的 NH3,在小于270℃时有部分NH3吸附到B酸位生成NH4+;O2的存在能促进吸附到L 酸位上的 NH3发生脱氢反应生成 NH2,并能够大大促进NO在催化剂表面吸附生成硝酸盐和吸附态的NO2,从而促进低温下的SCR反应。在90~360℃的温度区间内可能遵循两种反应途径,主要反应是吸附在L酸位的NH3脱氢生成NH2,然后和气态的NO反应生成N2和H2O;在低于240℃时,可能存在另外一种反应途径,中间产物 NO2(NH4+)2与NO反应生成N2、H2O和H+。     

粉煤灰负载锰基催化剂低温脱硝活性及水硫抗性的实验研究

采用超声波辅助浸渍法，以燃煤电厂粉煤灰为载体，硝酸铁为铁源，硝酸锰和高锰酸钾为不同锰源，分别制备Mn-Fe/FA(N)和Mn-Fe/FA粉煤灰负载锰基脱硝催化剂。利用自制固定床装置评价催化剂的脱硝活性，结合X射线光电子能谱(X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS),NH₃-程序升温脱附(temperatureprogrammeddesorptionTPD)和H2-程序升温还原(H2-temperature programmed reduction,TPR)等技术表征催化剂的化学特性，明晰催化剂的脱硝活性和水硫抗性机制。结果表明，Mn-Fe/FA催化剂的低温脱硝活性显著高于Mn-Fe/FA(N)催化剂；Mn-Fe/FA催化剂的脱硝活性温度窗较宽(70～200℃)；在200℃，模拟烟气中水蒸气(体积分数5%或10%)对催化剂的脱硝活性没有影响；在含有5%H₂O和52mg/m~3 SO₂的模拟烟气中运行4h后，NO_x的转化率仍保持在75%。以KMnO4作为锰源可以提高催化剂的...     

低温脱硝脱汞Mn-Ce-Fe-Co-O_x催化剂理化特性研究

采用原位生成法制备Mn-Ce-Fe-Co-O_x催化剂,在模拟选择性催化还原(SCR)烟气固定床系统中考察了Mn-Ce-Fe-Co-O_x催化剂的脱硝脱汞性能,并用多种表征技术对Mn-Ce-Fe-Co-O_x催化剂理化特性展开分析。结果表明:Mn-Ce-Fe-Co-O_x催化剂表现出优异的低温脱硝脱汞性能,在170℃下可同时实现83.7%的脱硝效率和91.5%的脱汞效率;氧化物表面延伸覆盖有密集的无序状活性绒丝,改善了催化剂比表面积和孔结构参数;在H_2-程序升温还原(TPR)实验中,催化剂在161.8～488.3℃明显存在4组H_2还原峰,整体呈良好的低温还原性;催化剂在高温区间(300～600℃)的分解失重比保持在6.56%以内,具有良好的耐温性。     

CoTiNC催化剂的制备以及氧还原性能

以氯化钴、钛酸丁酯为原料,乙二胺为络合剂及氮源,制备非贵金属CoTiNC氧还原催化剂。分析在酸性介质中,金属比例对催化剂氧化原活性的影响。BET比表面积、XRD分析和电化学性能测试结果表明:Co5TiNC催化剂的比表面积达142.53 m~2/g;催化剂经高温热处理及酸处理后,部分Ti氧化成TiO_2。Co4TiNC催化剂的氧还原活性最优,氧还原反应的起始电位为0.51 V。     

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。     

Mn改性Fe_2O_3/?-Al_2O_3脱除气相As_2O_3实验研究

以活性氧化铝为载体,通过超声波辅助浸渍法制备一系列Fe-Mn O_x/g-Al_2O_3吸附剂。考察该系列吸附剂的砷吸附性能,研究反应温度、O_2和SO_2对Mn改性后Fe_2O_3/g-Al_2O_3砷吸附性能的影响。结果表明,Mn浸渍浓度会影响吸附剂的比表面积、孔径、氧化性能从而影响砷吸附性能,适量Mn的引入有利于吸附剂对气相砷的吸附,Mn-Fe摩尔比为0.5时吸附性能最佳;吸附温度升高增强了吸附剂的砷吸附性能,当温度过高时造成吸附剂表面结构恶化反而造成吸附性能的下降;SO_2会影响吸附剂表面性质促进对As_2O_3的吸附,O_2能补充反应消耗的晶格氧促进As_2O_3的氧化。