V2O5-WO3/TiO2基催化剂SCR法脱硝试验研究

以工业级锐钛型TiO2为载体制备了V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂,通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征.并在SCR反应器中测试其脱硝性能.自制催化剂比表面积较小,晶相仍为锐钛型,温度为330-4000℃、O2浓度大于1%、NH3/NO为0.9～1、空速比为24 000 h-1,脱硝效率达到80%以上,N2O生成率,NH3逃逸率及SO2氧化率均能够满足电厂脱硝的要求,并且因工业级TiO2粉体价格较低可降低催化剂成本.     

V-Sb-Nb/TiO_2催化剂的制备及其抗中毒性能研究

采用浸渍法制备了负载Sb、Nb的V-Sb-Nb/TiO2催化剂,研究了典型中毒物质对其脱硝活性的影响,并将其催化性能与V2O5/TiO2、V2O5-WO3/TiO2做了比较。结果表明,与V2O5/TiO2相比,V-Sb-Nb/TiO2具有良好的抗金属氧化物及氯化物中毒的能力,同时其抗氯化物中毒的性能优于V2O5-WO3/TiO2。另外,在V-Sb-Nb/TiO2催化剂的基础上添加少量的WO3可以进一步提高催化剂脱硝活性。试验表明,Sb和Nb氧化物替代V2O5-WO3/TiO2催化剂(VWTi催化剂)中的WO3在经济技术上可行。     

尿素热解研究及其在脱硝中的应用

介绍了国内外对尿素热解的研究进展及其在选择性催化还原(SCR)脱硝中的应用。重点分析了尿素和尿素-水溶液在不同温度条件下的分解,探讨了催化剂促进尿素热解中间产物异氰酸(HNCO)的水解和提高NH3转化率的作用。促进尿素分解的催化剂有V2O5-WO3/TiO2、Cu-ZSM5、Fe-ZSM5、TiO2、Al2O3等,其中粉末状V2O5-WO3/TiO2能极大地提高HNCO的水解速率。     

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。     

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%~10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355~420 ℃的温度范围内NO脱除率为80%~85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。     

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。     

商业V2O5-WO3/TiO2催化剂SCR脱硝过程中PM2.5的排放特性及影响因素研究

针对V2O5-WO3/Ti O2商用催化剂,采用电称低压冲击器(ELPI)、PM10/PM2.5采样器、X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜-能谱分析(FSEM-EDX)等对SCR烟气脱硝中形成的细颗粒粒径分布、形貌、元素及物相组成进行了测试分析,并研究了烟气组分及反应条件对SCR脱硝系统出口细颗粒物性的影响。结果表明,SCR脱硝过程中会形成不少亚微米级颗粒,主要成分为硫酸铵以及硫酸氢氨,晶型呈块状。细颗粒生成量随反应温度的升高和NH3/NO摩尔比的增加而增加,在脱硝效率较高时,颗粒物形成量也趋于增多;烟气中SO2、H2O和O2浓度的增加均会导致细颗粒物形成量的增加。导致细颗粒物产生的主要原因可归结于催化剂的活性组分对SO2的氧化以及SCR脱硝反应中NH3的逃逸。     

基于过氧钛系的SCR低温催化剂性能研究

以工业级偏钛酸为原料制备过氧钛系溶胶(PTC)作为SCR催化剂载体前驱物,选取6种金属元素及其组合作为活性组分,研究SCR低温催化剂的性能。低于220℃时,所有催化剂的脱硝效率都随着反应温度提高而增加。对于单活性组分催化剂,最高脱硝效率依次为98.7%(Ce/TiO2)>92.4%(Mn/TiO2)>89.7%(Fe/TiO2)>83.6%(Cu/TiO2)>66.8%(Zr/TiO2),低于200℃时Mn/TiO2的脱硝性能最佳。因此,基于Mn/TiO2分别掺杂了Ce、Cu和W,最高脱硝效率依次为97.3%(Mn-Ce/TiO2)>93.9%(Mn-Cu/TiO2)>90.0%(Mn-Ce-Cu/TiO2)>86.1%(Mn-W/TiO2)。分别掺杂Ce或Cu都能提高Mn/TiO2性能,同时掺杂却会产生抑制。基于上述结果,进行了BET、SEM及XRD的表征。结果表明,自制载体为锐钛型纳米TiO2,比表面积较大;不同催化剂的低温脱硝性能相差较大,Mn-Ce/TiO2被认为是较有前景的活性组分组合。     

CeO2-WO3/TiO2同时催化脱除氮氧化物与氯苯研究

氯苯(CB)和氮氧化物(NOx)作为恶化大气质量的主要原因,已成为新时期大气污染治理的重点.V2O5/TiO2催化剂虽然能够催化还原NOx和催化氧化CB,但其活性温度窗口重合区间较窄.为此,通过浸渍法制备了 CeO2-WO3/TiO2催化剂,考察了焙烧温度对催化性能的影响,以及催化剂在250～550℃同时脱硝脱氯苯的性...     

蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（NH3/NO、水蒸汽等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO2的氧化率和氨逃逸量的影响。发现自制蜂窝状催化剂在空速比（SV）小于3500h-1、NH3/NO在 0.9~1.0、温度320~420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求，低含量（低于2％）水蒸汽可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸汽对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸汽的加入会使NO脱除温度窗口拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。     

SO2与H2 O对商用钒钨钛脱硝催化剂毒化作用综述

选择性催化还原（ＳＣＲ）脱硝技术在火电厂得到广泛应用,烟气组分对催化剂的性能影响及催化剂中毒、细颗粒物产生是当前研究热点。综述重点探讨了工业烟气中SO2、水蒸气（Ｈ２Ｏ）对商用钒钨钛脱硝催化剂的毒化机理、影响因素及控制措施。SO2的毒化机理主要包括硫酸铵盐的覆盖堵塞,催化剂表面活性点位的硫酸盐金属化,以及SO2与NH3、NO的竞争吸附等;H2O的毒化机理主要是其与NH3、NO竞争吸附降低了催化剂的脱硝效率,并促进产生大量的硫酸铵盐,以及阻碍硫酸铵盐与NO的降解反应等。     

钒钛系SCR催化剂性能参数分析

钒钛系催化剂在运行过程中容易因多种因素影响,导致其活性降低,从而对烟气的脱硝效率及NH3的逃逸量等参数产生负面影响,因此应把脱硝催化剂的性能检测与评价作为系统定期维护与管理的一项常规工作.通过对催化剂的性能检测及评价所需的若干参数及其评价方法进行论述及分析,为钒钛系催化剂的性能检测及评价工作提供了参考.     

TiO2负载的二元金属氧化物催化剂低温NH3选择性还原NOx的研究

在TiO2负载的锰氧化物(MnOx/TiO2)中引入第2种组分,制成二元金属氧化物(MnOx-A/TiO2)催化剂,A分别为Fe2O3、WO3、MoO3、Cr2O3,试验研究低温催化活性、N2选择性及抗SO2毒性。结果表明,低温催化活性从高到低依次为：Mn-W/TiO2>Mn-Fe/TiO2>Mn-Cr/TiO2>Mn-Mo/TiO2;N2选择性：Mn-Fe/TiO2>Mn-W/TiO2>Mn-Mo/TiO2>Mn-Cr/ TiO2,Mn- Fe/TiO2和Mn-W/TiO2保持了较高低温催化活性的同时提高了N2选择性。当反应气中含有j(SO2)=0.01%和j(H2O)= 6%,空速为12 600 h-1、120 ℃、8 h后NOx转化率Mn-W/TiO2、Mn-Fe/TiO2、Mn-Mo/TiO2分别保持在98.5%、95.8%及94.2%。由此得出,WO3、Fe2O3为MnOx有效的助催化剂,可大大提高MnOx/TiO2的选择性和抗SO2毒性的能力。傅里叶变换红外光谱显示,与Fe2O3不同,WO3也提供了部分Lewis酸活性点,说明在有低浓度SO2存在下,Mn-W/TiO2显示了极好的低温NH3选择性还原NOx的催化活性。     

钾盐对V2O5/TiO2催化剂NH3选择性催化还原NO反应的影响

钾在中国燃煤和生物质烟气中以钾盐--硫酸钾和氯化钾的形式存在。文中采用静态N2物理吸附、程序升温表面反应(temperature-programmed surface reaction,TPSR)、傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FT-IR)光谱和催化活性评价的方法,研究了钾盐对V2O5/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO反应的影响。结果表明,钾盐使V2O5/TiO2催化剂活性降低。随着钾盐在催化剂上负载量的增加,稳定的NO脱除温度窗口逐渐变窄,当K与V物质的量之比达到3.0时,该窗口消失。钾盐的掺入使催化剂表面活性位数量明显减少,但是并没有显著改变催化剂的反应性。催化剂失活的主要原因是K优先配位在催化剂表面的Br￠nsted酸性位上,中和了Br￠nsted酸性位酸性,使Br￠nsted酸性位上吸附的氨减少。     

波纹板式SCR催化剂性能检测及其失活原因分析

催化剂性能检测对火电厂烟气脱硝运行和管理有重要意义。选取了某电厂运行23 500 h的波纹板式催化剂（旧催化剂）和同品牌新催化剂,采用XRF,XRD,H2-TPR,DRIFT等手段进行微观性能表征并测试了其活性。结果表明：与新催化剂相比,旧催化剂中Fe、K、Na和Mg等元素的含量明显增多,比表面积和孔容分别下降了38.7%和14.3%,氧化还原性能和Bronsted酸性位数目均有较大程度的下降,脱硝效率由原来的96.2%下降为91.3%,活性系数下降25.3%;烟气飞灰中碱金属和碱土金属的毒害作用是催化剂活性下降的主要原因。指出：波纹板式催化剂易被飞灰堵塞,应保持催化剂吹灰装置良好运行,并利用机组停运机会对催化剂进行清灰,以提高脱硝效率和延长催化剂使用寿命。     

Mn-Fe/TiO2低温NH3选择性还原NO催化活性及其反应机制

采用共沉淀沉积法制备了Mn-Fe/TiO2 NH3选择性催化还原(SCR)NO催化剂，80℃时即获得了92.5%的NOx转达化率，在j( H2O) = 6% 和 j( SO2) =0.01%条件下120℃时转达化率保持在95%以上。X衍射光谱(XRD)结果表明，Fe2O3与与MnO2存在相互作用，两者均匀地分散在载体TiO2表面。傅立叶转换红外(FT-IR)及原位红外(Situ IR)光谱分析得出反应机理为：Fe2O3为助催化剂，NH3主要以-NH2形式吸附在MnO2的Lewis酸中心上，与NO生成中间产物NH2NO，再分解成最终产物N2和H2O；少量以NH4+形式吸附在Br?nst酸中心上。O2能同时增加Lewis酸中心和Br?nst酸中心形成中间产物的途径。     

溶胶-凝胶法制备Nb掺杂TiO_2的电化学性能

溶胶-凝胶法制备不同晶型的铌(Nb)掺杂二氧化钛(TiO_2),并对电化学性能进行研究。550℃烧结的锐钛矿相Nb掺杂TiO_2具有良好的电化学性能,循环(1~3 V)50次后,仍有190 mAh/g的比容量。600~700℃烧结的样品为锐钛矿/金红石混合相,随着温度的升高,金红石相的含量逐渐增加,电化学性能逐渐变差。