SCR脱硝催化剂反应活性探讨

随着我国对环保及氮氧化物排放指标要求的不断提高,SCR脱硝技术在我国得到了广泛的应用,SCR脱硝催化剂性能的好坏直接关系到脱硝系统的运行效果。通过对实际生产中因积灰堵塞、磨损和中毒使催化剂失活的原因分析,提出在设计和运行等方面的优化措施,以期对延长催化剂寿命、降低运行费用提供参考。     

浸渍法制备Mn-Ce/AC催化剂低温SCR脱硝活性研究

钒基催化剂活性温度范围为300~400 ℃,只能布置在粉尘浓度较高的锅炉省煤器和空气预热器之间。为避免锅炉高浓度粉尘对脱硝催化剂脱硝活性的影响,有必要进行低温脱硝催化剂的研究,以便将脱硝反应器布置在除尘之后的低温段。采用浸渍法制备了煤基活性焦负载锰铈的催化剂（Mn-Ce/AC）,在固定床反应器上进行了动态试验,考察不同锰铈摩尔比、空速、温度、氧气浓度、NH₃/NO摩尔比以及SO₂对低温选择性催化还原脱硝效率的影响。研究结果表明：Mn-Ce/AC催化剂表现出较好的低温脱硝活性;当锰/铈摩尔比3∶7、温度120 ℃、氧气浓度5%、NH₃/NO摩尔比1.1时,Mn-Ce/AC催化剂的脱硝效率最高,可达85.6%;烟气中SO₂对催化剂具有较强的毒化作用。     

SCR脱硝催化剂反应活性探讨

随着我国对环保要求以及对NO_x排放指标要求的不断提高,SCR脱硝技术在我国得到了广泛的应用。阐述了SCR脱硝技术的工艺原理,分析了SCR脱硝催化剂在运行中因积灰堵塞、磨损和中毒而失活的原因,提出了在设计和运行等方面的优化措施,以期能对延长催化剂使用寿命、降低运行费用提供参考借鉴。     

SCR烟气脱硝催化剂活性在线测试方法

以某电厂600 MW机组SCR脱硝装置催化剂为研究对象,对不同负荷下的脱硝效率、烟气量、氨逃逸率等参数进行了测试,并对催化剂的活性进行了计算分析。研究发现,机组负荷为600 MW,A、B两侧反应器催化剂活性分别为49.98 m/h和44.71 m/h,450 MW时A、B两侧分别为41.43 m/h和45.01 m/h,300 MW时A、B两侧分别为29.81 m/h和30.40 m/h,均与设计值37 m/h存在一定偏差;分析原因认为是实际烟气量和设计烟气量的差异造成的。以A侧催化剂为例,按照反应器空速,以线性方程对上述测试结果进行拟合计算,得出催化剂活性为37.43m/h,与设计值非常接近,验证了在线测试方法的可行性。     

SCR脱硝催化剂寿命管理研究

催化剂是燃煤电站SCR脱硝系统的核心,其在运行过程中会缓慢失活,及时更换失活催化剂或者加装新催化剂是保证SCR脱硝系统高效经济运行的关键。以氨逃逸量为评判标准,基于SCR反应器的基础模型和催化剂失活模型,建立了符合脱硝工况实际的催化剂寿命管理模型。该模型以氨氮摩尔比小于1的真实工况为建模条件,综合考虑了反应器入口氨氮摩尔比以及反应器内部各层催化剂入口氨氮摩尔比变化,经与实际催化剂失活时间进行比较,证明所建模型准确,假设催化剂运行工况恰当。在此基础上,根据催化剂更换或者加装情况,给出12种可能的催化剂管理方案,并以催化剂使用寿命为评价标准,从中获得了最优方案。     

平板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂在高砷烟气中活性变化研究

为研究某高砷煤燃煤电厂在役板式抗砷中毒SCR脱硝催化剂的活性变化和脱硝塔不同部位催化剂受烟气的影响,分别对新鲜催化剂和运行1年催化剂进行脱硝活性测试,并通过X射线原子荧光（XRF）、N2吸附/脱附、X射线光电子能谱（XPS）和粒径分析等表征手段进行分析。结果表明,在350℃烟气条件下,运行1年后催化剂的脱硝活性相对于新鲜催化剂有所下降,由94.52%降到最低77.12%,仍表现出较好的抗砷中毒性能;同时,催化剂中累积了大量砷元素,上下层催化剂中砷的平均含量分别达到了10.47%和9.28%;通过表征分析发现,2层催化剂同时发生了砷的物理和化学中毒,上层催化剂主要发生砷的物理中毒,而下层催化剂主要发生砷的化学中毒。     

SCR 脱硝催化剂再生技术试验研究

对选择性催化还原法(SCR)脱硝催化剂再生工艺进行研究。用X射线晶体衍射(XRD),X射线荧光光谱(XRF),X射线光电子能谱(XPS)和比表面积分析等方法对再生前、后的催化剂进行了表征;采用模拟烟气在自制脱硝反应装置上对催化剂再生效果进行了评价。研究发现:通过鼓泡或超声波辅助的稀H2SO4清洗可有效去除催化剂中的有毒物质并恢复比表面积,且鼓泡的综合效果更好;以乙醇胺为助溶剂,可根据所需钒的补充量配制不同浓度的偏钒酸铵水溶液,采用浸渍-干燥-煅烧工艺,可实现活性物质钒氧化物的补充,使催化剂的脱硝效率恢复至92%;用溶解性较好的硝酸铈代替偏钒酸铵,向失活催化剂中添加活性物质氧化铈,可拓宽脱硝反应的温度区间,并将催化剂的脱硝效率最高值提至90%。     

SCR装置中催化剂孔隙结构对脱硝效率的影响

以某电厂脱硝催化剂为研究对象,利用催化剂脱硝效率评价装置对4个不同运行时间的催化剂进行实验研究,分析得到催化剂孔隙结构对脱硝效率的影响。研究发现：SCR运行时间从3 700 h增加到48 000 h,比孔容积降低25%,比表面积下降约一半,催化剂脱硝效率下降12%;催化剂的孔隙结构、孔径分布发生改变,占优势的直径为10～30 nm的孔积灰堵塞严重,比例下降,50～150 nm的大孔部分比例增加,平均孔径增大28.6%。物相分析表明运行时间越长飞灰在催化剂表面粘附沉积越严重。     

某火电厂SCR脱硝催化剂运行状况与活性测试

在某火电厂SCR脱硝装置运行19870 h后,将催化剂取出观察其外观及内部孔道,并测试催化剂比表面积、脱硝活性及SO2/SO3的转化率。将新鲜催化剂活性(K0)与所测试催化剂活性(K)进行比较,得出催化剂的活性损失值。在此基础上,提出了电厂催化剂运行及管理的建议。     

SCR脱硝催化剂宏观性能评估和寿命预测方法研究

针对实际烟气流场和飞灰沉积对选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂寿命预测有较大影响的问题,在对大量现场和实验室测试数据进行研究基础上,提出了用SCR脱硝反应器潜能来表征和衡量实际烟气条件下的催化剂整体宏观性能。结合催化剂活性表征方法,构建了SCR脱硝催化剂宏观性能评估和寿命预测方法,用反应器潜能劣化函数宏观预测催化剂剩余寿命,再通过每层催化剂活性劣化函数,可得到具体的催化剂增加、更换或再生方案。以某1 000 MW机组为例,对NOx超低排放改造方案进行了比选,结果表明：低氮燃烧改造和旧催化剂再生均是提高脱硝装置性能的经济有效方法,二者相结合,效果最佳。     

改性活性碳纤维制备及脱除NO的实验研究

活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)具有很高的比表面积和良好的孔结构,孔径分布较窄。为进一步提高活性碳纤维的脱硝性能,并揭示脱硝机制,采用H2O2,KMnO4/NaOH,NaClO/KOH对ACF进行改性处理,用于燃煤污染物NO的脱除。经过改性处理后,ACF的比表面积和孔容都有不同程度的下降,平均孔径有一定的增大。经X射线光电子能谱法分析表面官能团发现,经过改性处理后ACF表面各类含氧官能团有一定的增加。实验分析了改性ACF对NO的脱除机制,认为脱除机制是由以物理吸附为主的初期阶段和以化学吸附氧化为主的后期阶段构成,且化学吸附阶段,ACF表面化学官能团的催化氧化作用使NO氧化为中间产物NO2,提高了NO脱除效果。结果表明,用摩尔浓度比为0.03 0.1的KMnO4/NaOH对活性炭进行氧化改性可以获得最佳的NO脱除效果。     

活性炭纤维在脉冲放电水处理中的催化作用

为了探索脉冲放电水处理反应器与活性炭纤维联合应用的可行性以及活性炭纤维在脉冲放电过程中的作用,将活性炭纤维加入气液串联放电反应器中对模拟污染物甲基橙进行了联合降解,并对活性炭纤维在脉冲放电过程中表现出的催化作用进行了研究。实验结果表明:脉冲放电和活性炭纤维联合处理,大幅度提高了降解率近24%,说明活性炭纤维与脉冲放电联合具有协同效应;脉冲放电和吸附饱和活性炭纤维联合处理与单独脉冲放电处理相比降解率提高16.7%,活性炭纤维的催化作用显著;加入H2O2对OH的形成具有增强作用,同时提高了UV和O3的利用率而且还有利于活性炭纤维的再生。     

活性炭纤维负载TiO2同时脱硫脱硝实验研究

为实现烟气同时脱硫脱硝,制备了以活性炭纤维(activated carbon fiber, ACF)为载体,TiO2为光催化剂的复合型光催化剂。在自制的光催化反应器上,用可见光为激发光源,进行了同时脱硫脱硝实验,研究了影响光催化剂同时脱硫脱硝的若干因素。实验结果表明,反应温度、烟气湿度、氧气含量等是影响脱硫脱硝光催化的主要因素,利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和X–射线电子能谱(energy spectrometer, EDS)分析了反应前后光催化剂的微观性质,利用离子色谱分析了尾气吸收液的成分,探讨了光催化剂脱硫脱硝的反应机理。在最佳反应温度为100 ℃,烟气湿度为0.006 m3/m3时,SO2和NO的脱除效率分别为97.5%和49.6%。     

具有碳纤维复合材料电极的场畸变开关研究

介绍了电极用碳纤维—金属基复合材料制成的新型场畸变开关。用有限元计算软件ANSYS优化开关电极结构。探索了新电极材料的制备方法,即采用金属基体与碳纤维的真空液相复合技术和挤压锻造工艺来制备该复合材料。新型开关结构简单、体积小,用其替代TomaChan装置的多通道沿面放电间隙开关的实验结果表明:在TomaChan装置上把电极间距调到14 mm,内充1个气压SF6,电流达到峰值时的火花电感与电阻分别约为20 nH、0.1Ω。新开关不仅使二极管的电压电流脉宽变宽,而且使装置运行更稳定,大大降低了实验噪声。     

钛基柱撑黏土负载锰铈催化剂低温选择性催化还原脱除NOx研究

为探究钛基柱撑黏土（titania pillared interlayeredclays,Ti-PILC）催化剂低温选择性催化还原NO。的活性,实验通过浸渍法制各了MnOx．CeO2／Ti-PILCs,并测试其低温下脱硝活性,同时将TiOSO4、TiCl4钛源制备的催化剂对比。并运用X射线衍射、透射电镜、N2吸附脱附、氨程序升温脱附等技术对2种催化剂进行表征分析,实验发现以TiOSO4为钛源比以TiCl4为钛源制备的MnO2-CeO2／Ti-PILC具有更好的脱硝活性。以TiOSO4为钛源制备的MnOx-CeO2Ti-PILC在nTi／mclay=15mmol／g时活性最高,在200℃时,其NO脱除效率高达95％以上。     

粉末活性炭对反渗透预处理的影响研究

混凝—砂滤—超滤是反渗透常用预处理工艺,通过在混凝过程中投加粉末活性炭,探讨粉末活性炭对不同混凝剂混凝效果的影响。试验对聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)两种混凝剂进行比较,结果表明PFS对有机物去除效果优于PAC,但是对小颗粒悬浮物去除效果不及PAC;投加粉末活性炭后,PAC对浊度、有机物和小颗粒悬浮物的去除效果显著提高,均优于PFS,出水水质能满足反渗透进水要求。     

ACF床脱附性能试验研究

利用活性炭纤维(ACF)床在热态条件下进行了脱附性能试验。连续水洗脱附试验主要研究烟气含水量对脱附性能的影响;水洗脱附试验研究水炭比、干燥以及多次循环对ACF脱附性能的影响;并用负吸热空气脱附与水洗脱附进行了比较。     

碳纤维水泥基复合材料研究中存在的若干问题探讨

碳纤维水泥基复合材料的研究方兴未艾。本文结合近年来对碳纤维水泥基复合材料的研究,对电阻(率)测试方法、渗滤阈值、物理性能、电性能的稳定性等方面进行了探讨,得到了一些相关结论,旨在为碳纤维水泥基复合材料的后续研究提供一定参考。     

微波辐射活性炭脱硫技术的实验研究

针对我国SO2污染的现状进行了微波脱硫实验研究。利用微波装置和活性炭模拟烟气微波诱导催化还原法(ICR-MW)脱硫,通过正交实验确定了影响脱硫效率的主要因素,在此基础上通过条件实验精确确定了脱硫效率与温度的关系,确认550℃时脱硫效率达到最大值。     

CaCO3对NH3氧化的影响

CaCO3影响选择性非催化还原法脱硝性能。文中采用固定床反应器,结合傅里叶变换红外光谱气体分析仪测量气体组分,研究了温度（650～850℃）、NH3浓度（100×10-6～1500×10-6）和O2浓度（0-4％）对CaCO3催化NH3氧化反应的影响。研究结果表明,CaCO3对NH3氧化反应有催化作用。NH3催化氧化反应的转化率和产物NO的选择性随NH,浓度增加而下降,随温度的增加而增加。生成NO和N2的途径与NH,在CaCO3表面的覆盖度分别成一次关系和二次关系。O2组分对CaCO3作用下NH3转化的速控步影响较小,主要是促进了产物NO选择性的增加。CO2对CaCO3催化NH3氧化反应有微弱抑制作用,CO对CaCO3催化NH3氧化反应没有影响。