气相沉积制备V2O5-WO3/TiO2催化剂及其脱硝性能的研究

以堇青石蜂窝陶瓷为基体,应用化学气相沉积技术(CVD)负载TiO2载体,浸渍V、WW化合物溶液,制备出V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光光谱仪(XRF)等表征催化剂微观结构和成分,并利用自行研制的活性评价装置分析了催化剂的脱硝效率.结果表明:制备的催化剂比表面积为78.8m2/g,平均孔径为6.8 nm;锐钛型TiO2载体在堇青石基体上沉积均匀、排列紧密,V2O5在TiO2载体上无定形态单层分散,微量V2O5在微区长大成针状,宽度均小于100 nm;在350℃、空速为1 000 h-1、nNH3/nNO摩尔比=1时,催化剂NO的脱除效率ηNO可达到98.3%.     

V2O5-WO3/TiO2催化剂上NO选择性催化还原反应动力学和机理研究

文中针对基于TiO2的V—W催化剂，利用氨气作为还原剂的选择性催化还原反应进行动力学研究，分析在某一温度下气体组分（NO、NH3和O2的分压力）对V2O5-WO3／TiO2催化剂活性的影响。实验结果通过因次表达式进行分析，并得出结论认为反应经历了Eley—Rideal（ER）机理，即来自气相的（或物理吸附的）NO和吸附在催化剂表面活性位的NH3进行反应。     

以多孔陶瓷为载体的V2O5-WO3-SiO2/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO的实验研究

采用多孔陶瓷载体担载V2O5-WO3-SiO2／TiO2催化剂研究NH3选择性催化还原气体中的氧化氮，在固定床积分反应器中考察了温度、NH3投入量、接触时间对SCR反应的影响，实验结果表明，多孔陶瓷载体可提供较大的比表面积，催化剂活性组分负载均匀；催化剂具有良好的催化活性，催化剂能在适宜反应条件下：反应温度、接触时间、n(NH3／NO)分别是350℃，0．8～1．0s，1．25：1，此时NO转化率可达90％以上。并根据实验结果进行了反应动力学行为的分析，求出了动力学参数。     

WO3对于V2O5/TiO2脱硝催化剂的抗中毒作用

实验室制备了V2O5/TiO2以及添加了不同含量WO3的催化剂,并在催化剂上负载碱金属氧化物K2O模拟中毒.在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2的氧化率的影响.结果发现,K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高.K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降.添加WO3后,K2O对催化剂的中毒作用明显减弱,源于WO3较强的Bronsted酸性对催化剂性能的促进作用.综合考虑认为在V2O5/TiO2催化剂上添加10%左右的WO3抗中毒性能较好.     

整体型V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂的制备

采用静态氮物理吸附法、X射线衍射及扫描电镜对自行研制的V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂进行了物化性能表征测定,并在固定床连续积分反应器上进行了活性评价,研究了V2O5、WO3、MoO3等成分的含量对催化剂活性的影响,以及催化剂制备过程中浸泡时间、浸泡液浓度、温度等因素对催化剂负载量的影响.结果表明：催化剂活性成分及助剂比例均存在着最佳值,试验制备的催化剂V2O5/TiO2最佳比例为3%左右,WO3/TiO2比为15%,MoO3/TiO2比为30%;浸泡时间、浸泡液浓度对催化剂负载量的影响基本上呈指数衰减,在足够长的时间内,浸泡液温度只影响催化剂的负载速度,而对于负载量的影响可以忽略.     

V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂制备及NH3选择性还原NOx的试验研究

采用静态氮物理吸附法和X射线衍射对自行研制的V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂进行了物化性能测定,在固定床连续反应器上进行了活性评价,另外对影响催化剂活性的多种因素进行了试验研究.结果表明,催化剂活性成分及助剂比例的大小对催化剂活性有决定性影响,催化剂中V2O5/TiO2最佳比例为3%左右,WO3/TiO2为15%,MoO3/TiO2为30%.除此之外,反应温度、空速、NH3与NO摩尔比、NO初始浓度、氧浓度等因素对催化剂脱硝效果也具有不同程度的影响.     

蜂窝式SCR催化剂的工业制备及性能试验

基于商业催化剂的常用配方制备了0.73%V2O5-7.43%WO3-86.43%TiO2蜂窝式催化剂。主要原料包括:纳米级TiO2,偏钒酸铵溶液,CMC、PEO、乙醇胺、玻璃纤维、SiO2、丙三醇;制备过程包括溶液制备、捏合、练泥、陈腐、挤出、干燥和焙烧等步骤。活性评价和微观检测的结果表明,催化剂比表面积较大,机械强度接近国外类似产品,NO脱除率,NH3逃逸量,SO2氧化率均达到商业应用的要求,连续运行2.0×104 h,活性无明显下降。     

H2O和SO2在NH3选择性催化还原NOx过程中的影响

在连续流动固定床反应器上利用氨气作还原剂对一纳米级V-W/Ti基催化荆的选择性催化还原氮氧化物的反应进行了实验研究,分析了水蒸气和硫氧化物对脱除氮氧化物的影响.试验结果表明,气体组分中含水蒸气对SCR低温活性具有一定抑制作用;水蒸气的存在在较高温度时对氨直接氧化为氮氧化物也具有抑制作用,这间接提高了高温段的氮氧化物脱除效率.150℃～500℃时气体组分中舍有硫氧化物可以提高SCR活性,氮氧化物脱除率在无、有硫氧化物的条件下由最高94%提升至98%.气体成分中同时含水蒸气和硫氧化物的情况下,在150℃～240℃SCR活性有较明显的提高,在350℃～500℃温度范围内对氮氧化物脱除率也存在一定的促进作用,但在低温时有硫酸铵盐结晶物质生成.     

V2O5-WO3/TiO2催化剂的制备及其动力学分析

采用浸渍法制备了V2O5-WO3/TiO2催化剂,考察了各运行工况对催化剂脱硝活性的影响,在实验的基础上,建立了经验性催化反应动力学方程。结果表明：当催化剂粒径小于40目、空速小于30000h-1时,可以消除SCR脱硝反应的内外扩散的影响。V2O5-WO3/TiO2催化剂的催化还原反应是一级催化反应,反应活化能为能为24232 J/mol,在消除内外扩散影响和NH3/NO比大于1的情况下,NO的反应级数为1.0493,O2的反应级数为1.1366,从而可以得到V2O5-WO3/TiO2催化剂催化反应速率方程式。     

基于V-W/Ti基催化剂的NH3选择性催化还原NOx的试验研究

针对一使用SCR技术满足欧-Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V-W/Ti基催化剂的选择性催化还原NO的反应进行了试验研究,分析了在不同温度、空速、NH3/NO摩尔比的情况下对DeNOx性能的影响.试验结果表明,温度对催化还原性能的影响最大,在低温下,由于催化剂活性不高,NOx的脱除效率很低,随着反应温度的升高,催化剂活性升高,NOx脱除率随之急剧升高,在300℃～450℃范围内达到较高的NOx脱除效率;随着NH3/NO摩尔比的增加,还原效率并未明显增加,但NH3的氧化和泄漏越来越严重;另外,空速对低温下还原效率也存在一定的影响.     

V_2O_5-WO_3-TiO_2催化体系中V的取代对催化性能的影响

采用浸渍法制备了不同比例Fe2O_3和50%CuO、50%LaO_x分别替代催化体系中V的V_2O_5-WO_3-TiO_2催化剂,并对其理化性能和催化活件进行了表征.结果表明:质量分数为9%的WO_3能够保证500℃煅烧后的替代和未替代V_2O_5-WO_3-TiO_2催化剂具有较高的比表面积和较纯净的锐钛矿晶型,而氧化物替代对比表面积影响不大;当活性氧化物负载量的质量分数不高于3%时,Fe2O_3替代对V_2O_5-WO_3-TiO_2催化剂的SCR催化性能影响不大;而LaO_x替代使得催化剂的低温活件有所提高,同时高活性温度窗口也有一定程度的拓宽;CuO替代催化剂的活性明显低于其他几种催化剂;卒气流速增加,Fe2O_3替代催化剂的活性首先缓慢下降,在空气流速超过80 000 h~(-1)以后,转化效率急速下降;水蒸气使Fe2O_3替代催化剂的温度-转化率曲线向高温方向移动约50℃,但最高活性和高活性温度窗口变化不大.     

钒基催化剂NH3-SCR低温反应特性研究

利用固定床反应器及原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪,通过稳态及瞬态反应,研究了v205-wO,rri02催化剂低温NH3选择性催化还原(SCR)机理及低温活性的影响因素.结果表明:低温时,V205-WO3l'iO2 SCR催化剂首先吸附气态NH3,形成吸附态NH3nnH4．,然后吸附态NH3vnh^和气态NO反应,生成N...     

纳米级TiO2多元催化剂对NH3选择性催化还原NOx试验研究

通过以纳米级锐钛型TiO2为载体制备多元V2O5-WO3(MoO3、CeO2)TiO2脱氮催化剂，并进行脱氮性能对比，研究和讨论了反应温度、NH3/NO比以及不同助催化剂情况下对NO、NO2和N2O转化的影响。试验结果表明：MoO3较WO3、CeO2对NO、NO2的脱除效果更明显，但其生成的N2O也高于后者；不混合其它族系金属氧化物的CeO2催化剂低温效应不明显，但其对N2O选择性低；混合催化剂中当W／Mo=1，2时，能获得较好的催化效果。     

钒钛基系列氨法SCR催化剂失活机理探析及其预防方法

阐述了氨法钛钒基选择催化还原催化剂脱硝原理,并且归纳总结其失活机理,针对工程实际情况,提供相应预防方法,以便提高烟气脱硝催化剂管理水平,延长催化剂寿命,降低烟气脱硝运行成本,对其他催化剂运行管理提供借鉴。