烃类选择性催化还原NO的研究进展

介绍了烃类 ,尤其是低碳烃选择性催化还原一氧化氮的研究现状及反应机理。指出现在研究中存在的主要问题 ,并对今后研究的方向提出了一些看法。     

选择性催化还原NO催化剂的研究进展

综述了催化还原法消除氮氧化物研究现状、发展趋势及反应机理,特别是对烃类选择性催化还原氮氧化物过程进行了说明。分析了分子筛型、金属氧化物型、贵金属型和吸附-还原型催化剂等不同类型催化剂的特点及存在的问题,并指出了研究工作今后可能的发展方向。     

Ag、In、Sn/Al2O3氧化物催化剂上选择性还原NO

针对Ag/Al2O3、In/Al2O3和Sn/Al2O3氧化物催化剂,选择有代表性的C3H6、C8H1s和C2H5OH做还原剂,考察了富氧条件下选择性催化还原NOx的性能以及H2O和SO2对不同催化剂活性的影响.结果表明,反应体系中含10%H2O和1×10-4 SO2,丙烯为还原剂时,氧化物催化剂的活性顺序变为Ag(81%)＞Sn(76%)＞In(58%).还原剂为辛烷或乙醇时,Ag/Al2O3催化剂上表现出更宽的活性温度范围,NOx最大转化率达到90%以上,而In/Al2O3及Sn/Al2O3氧化物催化剂的NOx还原性能较丙烯为还原剂时差.Ag/Al2O3催化剂具有较好抗水和二氧化硫性能,且表现出与液态还原剂乙醇和丙烯很好的匹配特性,具有净化稀燃汽车尾气中NOx的实际应用前景.     

CuO/γ-Al2O3催化剂选择性催化还原NO的研究

采用CuO／γ-Al2O3作为C3H6选择性催化还原(C3H6-SCR)NO催化剂,考察了铜负载量(CuO含量为0～20％(ω))、氧浓度及原料气空速对NO转化率的影响。结果表明：CuO／γ-Al2O3催化剂的NO还原活性是比较高的;当铜负载量为16％(ω)时,NO转化率比较理想;在考察的氧浓度范围内,当氧浓度为0．428％(φ)时,NO转化率是适宜的。     

原位红外光谱法研究SO2对NO选择性催化还原过程的影响

以Ag/Al2O3为催化剂,采用原位红外光谱法对SO2存在条件下C3H6为还原剂选择性催化还原NO的反应进行了研究.结果表明,在所考察的温度范围内(473～773 K),在SO2存在条件下红外谱图中出现很强的硫酸盐的特征吸收峰,而且随着SO2吸附量的增加,硫酸盐的主要特征吸收峰由低波数向高波数漂移.同时,硫酸盐的生成主要覆盖在催化剂的表面,不仅抑制了催化剂表面硝酸盐(NO-3)的生成,而且抑制了表面NO-3和表面烯醇式物种(CH2CHO-)进一步反应为活泼的反应中间体-NCO的生成.这是导致催化剂选择性催化还原NO活性降低的直接原因.     

MnO_2/NaY催化剂上NH_3低温选择催化还原NO_x

研究了温度、气态空速、氧含量、水蒸气以及进料气组成对M nO2/NaY催化剂上NH3低温选择催化还原(SCR)NOx的影响,探讨了水蒸气存在下该催化剂上NOx的还原机理。实验结果表明,M nO2/NaY催化剂具有良好的低温SCR催化活性,在无水蒸气存在条件下,当原料气中φ(NO)=0.1%、φ(O2)=6%、n(NH3)∶n(NOx)=1.2、温度120℃、气态空速5 000h-1时,NO转化率达到98%;在水蒸气体积分数10%的条件下,150℃时NO转化率接近90%,但当温度低于100℃时,NO转化率迅速下降。原料气组成对NO转化率有较大影响,n(NO)∶n(NO2)=1时,NOx的转化率最高。水蒸气存在条件下,M nO2/NaY催化剂上NH3选择催化还原NOx的反应机理类似于重氮化反应机理。     

Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO的吸附及其催化还原机理

采用共浸渍法制备了Fe-Mo/ZSM-5样品,并分别利用NO-TPD和暂态响应技术研究了NO的吸附性能.结果表明,NH3的存在不但能够大大减弱NO的吸附,而且使得催化剂表面NO的吸附位性质发生了改变,340℃左右的脱附峰可能对应于反应的活性位,并且其可能是与吸附氧有关的酸性吸附位.而O2的存在对NO吸附起着重要作用,吸附氧可能参与了NO的吸附过程.在反应条件下Fe-Mo/ZSM-5催化剂上可能有两种不同的NO吸附位存在,一种是没有吸附氧的吸附位,而另一种是与吸附氧有关的吸附位.在O2存在条件下,催化剂表面吸附态NO直接与毗邻的吸附态NH3物种作用形成N2和H2O.气相O2的作用是补充催化剂表面氧物种,使Nx氧化还原反应能够持续进行.     

贵金属改性的Ag/Al2O3选择性催化还原NOx的研究

研究了几种贵金属改性的Ag/Al2O3催化剂选择性还原(SCR)NOx的活性.实验结果表明,在模拟柴油机尾气的实验条件下,Ag-Pd(0.01%)/Al2O3与Ag/Al2O3相比,在300～500℃的温度范围内显示出很高的NOx转化率.而Pt和Au的添加均使Ag/Al2O3的NOx的转化率明显降低.原位漫反射红外光谱(In-situ DRIFT)结果显示,添加少量Pd在反应过程中有利于催化剂表面烯醇式(CH2CHO-)活性中间物的生成,该物种与催化剂表面吸附的NO-3反应活性很高,能够生成关键中间体异氰酸酯(-NCO),从而加速了NOx催化还原反应活性.     

Co-Beta/Mordenite复合结构催化剂上甲烷选择催化还原NO的研究

研究了离子交换法制备的Co-Beta/Mordenite复合结构催化剂在富氧条件下甲烷选择催化还原NO反应的催化性能.结果表明,Co-Beta/Mordenite催化剂在较宽的温度范围(450～650℃)具有良好的催化活性,NO的最大转化率达60%以上;并在10 h内保持了良好的稳定性.Co-Beta/Mordenite催化剂也表现出较好的抗SO2毒化性能和可逆性.     

氨选择性催化还原废催化剂资源化回用及性能研究

氨选择性催化还原(SCR)废催化剂中含有大量钛、钒和钨等金属,对其进行资源化回用,不但能防止金属资源浪费,还能减少环境污染及降低脱硝催化剂生产成本。以钛白粉掺混酸洗废SCR催化剂为载体,采用挤出成型法制备新的蜂窝脱硝催化剂,通过X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,考察酸洗废SCR催化剂掺混量对蜂窝脱硝催化剂机械性能、脱硝性能及稳定性的影响。结果表明：与以纯钛白粉制备催化剂相比,掺混酸洗废SCR催化剂不改变催化剂的晶相结构;催化剂的比表面积、孔体积均随着酸洗废SCR催化剂掺混量的增加而降低,并且掺混量大时催化剂的机械强度高,抗磨性能强;当酸洗废SCR催化剂的掺混量(w)为30%时,所制备的蜂窝脱硝催化剂仍能保持与使用纯钛白粉制备的催化剂相当的脱硝效率和脱硝活性,且具有较好的脱硝稳定性。     

Cu~(2+)改性锆交联粘土的制备及其对NO选择还原的研究

采用Zr交联剂对天然蒙脱土进行撑柱,合成锆交联粘土(Zr PILC),并以其为载体,制备Cu离子改性的锆交联粘土催化剂,考察了不同制备工艺条件对富氧条件下C3H6还原脱除NO反应的催化剂活性的影响。结果表明,通过优化制备条件制得的催化剂Cu Zr PILC对富氧条件下C3H6选择还原NO反应具有良好的催化活性,NO最高转化率在300℃达到55 1%。     

蜂窝状堇青石基CuO/Al_2O_3催化剂烟气脱硝性能

以铝粉和氯化铝为原料制备了Al2O3溶胶,并涂敷在蜂窝状堇青石载体上,再负载CuO制备了蜂窝状堇青石基CuO/Al2O3催化剂;考察了Al2O3和CuO负载量对催化剂脱硝活性和稳定性的影响。结果表明,催化剂的比表面积和孔结构不是影响催化剂脱硝活性的主要原因;Al2O3负载量对催化剂的稳定脱硝活性无影响,但影响脱硝稳定性,Al2O3负载量越大,催化剂的脱硝活性越稳定;CuO只有负载在Al2O3涂层载体上,催化剂才具有较高的脱硝活性,CuO负载量对催化剂的稳定脱硝活性有影响,当CuO高度分散时,稳定脱硝活性随CuO负载量的增大而增加,在反应100h时,不同CuO负载量的催化剂的脱硝活性趋于相同。     

Cr-Ce/TiO_2低温催化还原NO性能研究

用浸渍法制备了Cr-Ce/TiO2催化剂,考察了焙烧温度、活性组分配比和负载量对催化剂低温NH3选择性催化还原NO活性的影响,并对催化剂进行了XRD和BET表征,得到了催化剂的最佳制备条件;探讨了H2O和SO2对Cr-Ce/TiO2催化剂活性的影响,通过FTIR表征分析了催化剂的中毒机理。实验结果表明,n(Cr)∶n(Ce)=2.0、Cr2O3和CeO2负载量(质量分数)为30%、350℃焙烧的Cr-Ce/TiO2催化剂具有良好的分散性,在气态空速10 000h-1、气体体积组成为NO0.080%,O26.000%,NH30.088%的条件下,反应温度为180℃时NO转化率高达99.6%。体积分数10%的H2O对该催化剂的活性影响很小;反应气中存在体积分数0.03%SO2的情况下,催化剂被毒化,表面生成(NH4)2SO4、NH4HSO4、金属硫酸盐和亚硫酸盐,致使催化活性降低。该催化剂有望应用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NOx工业废气的低温脱硝。     

非氧条件下CH_4选择还原NO催化反应的性能

研究了不同载体、不同浸渍液制备的Ｐｄ催化剂对ＣＨ４还原ＮＯ的催化性能。结果表明，γ－Ａｌ２Ｏ３基催化剂在较温和的反应温度下（３５０—４００℃），具有较高的反应活性和Ｎ２选择性。而Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３－ＺＳＭ－５催化剂在相对较高的反应温度下（４００—５００℃），显示出较高的ＮＯ转化率和Ｎ２选择性。不同的浸渍液和催化剂预处理气体，对催化剂的性能产生不同程度的影     

选择性催化还原脱硝技术与蓄热式换热技术联合应用方案分析

以同时回收烟气余热并脱除氮氧化物为目的,提出了用于工业加热炉和电厂锅炉换热与脱硝联合应用的方案,包括选择性催化还原技术与工业炉用高温空气燃烧烧嘴的组合、与燃煤锅炉用回转蓄热式或者固定蓄热式空气预热器的组合。分析了这些方案的优劣,建议在不同温度区采用具有不同温度窗口的催化剂,尽量减小烟气与还原剂氨的混合空间。通过蓄热式换热数学模型预测了某电厂锅炉改造方案的可能性。     

催化消除NO_x的研究进展

近几十年,关于NOx消除的研究越来越受到关注,总体发展趋势是研发更加有效的NOx催化转化技术,以满足越来越严格的NOx排放法规。主要针对汽车尾气净化和燃煤电厂烟道气脱硝所涉及的NOx催化转化技术取得的进展进行了综述,简要介绍了4种催化消除NOx的方法,包括NOx直接分解、CO还原消除NOx、NOx选择催化还原和NOx储存还原,并且对相关催化剂及所涉及的反应机理进行了论述。     

SBS镍系选择性催化加氢机理的初步探索

以环烷酸镍为催化剂（三异丁基铝为助催化剂）,对聚丁二烯（PB）进行了加氢模试实验,初步探讨了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）选择性催化加氢反应的机理。通过核磁共振谱图解析,得出以下结论：在环烷酸镍催化条件下,丁二烯1,2-聚合物很容易加氢;丁二烯1,4-聚合物加氢较难。可以推断,SBS中的PB段在催化加氢时也符合同样的规律。     

选择催化裂化制间二异丙苯反应工艺和催化剂的改性

在小型固定床反应器上采用纳米HZSM-5分子筛催化剂对混合二异丙苯进行选择催化裂化制间二异丙苯,考察了反应温度和重时空速对选择催化裂化反应的影响,得到的优化反应条件为:常压、反应温度420℃、重时空速3h~(-1)、氮气为载气。在此条件下,8h内的平均结果为:对二异丙苯裂化率89.8%,间二异丙苯收率72.7%,二异丙苯产物中间二异丙苯的质量分数90.2%。反应工艺的研究结果表明,在无载气的条件下,原料中通入苯可减少反应过程的积碳。对纳米HZSM-5分子筛催化剂进行改性的实验结果表明,采用水热处理12h的改性方法可有效提高催化剂的催化性能和稳定性,同时产物中间二异丙苯的含量很高,可有效提高后续分离过程的效率。