乙二酸再生钾中毒催化剂V_2O_5-WO_3/TiO_2的实验研究

采用浸渍法对商用脱硝催化剂V_2O_5-WO_3/Ti O_2进行模拟钾(K)中毒处理,并对乙二酸再生K中毒V_2O_5-WO_3/Ti O_2进行实验研究,活性测试结果表明,当乙二酸浓度0.001 mol/L、再生温度60℃及再生时间30 min时,乙二酸对K中毒催化剂的再生效果最好,再生催化剂的脱硝活性可恢复至新催化剂的97%以上。利用BET、FT-IR、NH_3-IR、H_2-TPR和XPS等方法对乙二酸再生前后的催化剂的结构特性进行了表征分析,结果表明,乙二酸再生可有效去除中毒催化剂表面的K元素,同时使得中毒催化剂的比表面积和表面Br?nsted酸性位得到恢复,另外,乙二酸再生K中毒催化剂不会在催化剂表面形成有害残留物。     

SCR失活催化剂再生前后性能分析

为系统研究燃煤电厂SCR脱硝系统失活催化剂再生前后性能的变化,对比分析了某330 MW燃煤机组失活催化剂再生前后的微观特性。试验结果表明,由于再生时对催化剂活性组分进行了有效补充,再生后的催化剂活性有较大幅度提高;再生过程中消除了催化剂表面的硫酸盐沉积,增强了催化剂表面的弱酸和中强酸酸性位,同时基本保持催化剂的锐钛矿晶相,催化剂微观形貌恢复到疏松均匀状态。由此证明,采用添加活性成分、消除沉积盐的催化剂再生方法,可延长催化剂的使用寿命,降低电厂生产成本。     

钒钛基SCR催化剂K中毒酸洗再生研究

以国内某燃煤电厂钒钛基选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,对采用浸渍法模拟K中毒的催化剂进行酸洗再生,对再生前后的催化剂进行结构表征,并结合SCR脱硝模拟实验对催化剂表观活性进行评价,分析酸洗对再生催化剂性能的影响。结果表明:酸洗后催化剂活性接近新鲜催化剂,这与催化剂表面吸附氧得到一定程度的恢复有关;酸洗可有效洗去催化剂表面的毒性元素K,而不改变催化剂晶体结构;红外显示Brφnsted酸位是SCR反应NH3的活性吸附位。催化剂经酸洗后酸性位得到部分恢复,但其强度降低,稳定性下降。     

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。     

碳酸钠和过硫酸铵对砷中毒脱硝催化剂清洗再生效果对比

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝工艺中,砷中毒是脱硝催化剂失活的主要原因之一,且脱硝催化剂难以清洗再生。对此,本文以砷中毒脱硝催化剂为研究对象,研究催化剂表面砷的价态和含量对催化剂活性的影响;并分别采用1.0 mol/L碳酸钠和1.0 mol/L过硫酸铵对其进行再生。结果表明:砷中毒脱硝催化剂表面砷元素主要以As~(5+)形式存在,其含量对催化活性有显著影响,当催化剂表面的As/V质量比由2.04增大至3.52时,脱硝效率降低15.71%;碳酸钠和过硫酸铵对砷中毒脱硝催化剂的清洗再生效果有明显差异,对砷的去除率分别为66.0%和25.3%,表明碳酸钠具有更好的除砷效果;碳酸钠可与砷生成易溶于水的砷酸钠,从而降低了砷中毒脱硝催化剂表面的砷含量,恢复催化剂活性。     

含钡SCR脱硝催化剂运行后的再生研究

对失活SCR催化剂进行再生处理,有利于提高电厂经济效益和环境保护。以国内某电厂运行后活性下降的含钡SCR脱硝催化剂为研究对象,采用3种方法（氢氧化钠-柠檬酸联合清洗、稀硫酸清洗和硫酸铵溶液清洗）分别对该催化剂进行再生处理,测试了再生前后样品的活性,并采用各类表征方法分析该类型SCR催化剂活性下降的原因及其经过再生处理后的性能恢复情况,同时比较了不同方法的再生效果。结果表明：硫酸钡和钾、钠等杂质在运行后催化剂表面的沉积,是引起催化剂活性下降的主要原因。3种再生方法能不同程度地去除催化剂表面的钠、钾等杂质元素,再生后的催化剂在不同氨氮摩尔比时脱硝效率均有明显提高,其中硫酸铵溶液清洗法对催化剂的再生效果最为理想。     

渗铈活性焦汞脱附性能实验研究

为了提高渗铈活性焦（activatedcoke,AC）CeO2／AC循环汞脱除效率,研究了其在纯N：条件下热再生时的汞析出规律,发现CeO2／AC再生后释放出的汞形态基本为Hg^0,大量汞在270℃左右溢出,少部分在530℃左右溢出,再生温度超过300℃时,其汞再生效率都达到了90％。CeO2／AC的汞脱附特性只与脱附温度有关,而与升温速率关系不大。表面物理结构测定证明了CeO2／AC吸附汞的过程不仅是物理吸附,也存在化学吸附。利用Boehm法和X．射线能谱分析对CeO2／AC表面化学性质检测,发现其二次脱汞效率随再生次数以及再生温度的增加而降低,其原因可以归为活性焦表面的碳在再生过程中受到烧蚀和氧化导致CeO2的损耗以及表面酸性官能团的分解;因此,选择合适的再生温度是保证CeO2／AC循环汞脱除效率的必要条件。     

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。     

松木屑与褐煤催化共气化特性实验研究

为了更加深入地了解松木屑及褐煤催化气化特性,对松木屑进行酸洗脱灰预处理,采用同步热分析仪研究松木屑灰成分中碱金属及碱土金属元素在气化过程中的作用,同时尝试将不同浓度催化剂(K2 CO3及CaO)添加到酸洗脱灰/褐煤样品中,研究松木屑灰成分、不同催化剂浓度以及催化剂种类对松木屑与褐煤催化共气化特性影响规律。实验结果表明,脱灰预处理对于生物质的单独气化影响不大,通过木屑/煤样与脱灰木屑/煤样对比可以断定生物质灰成分中碱金属及碱土金属对生物质与煤共气化有催化作用,其中添加 K2 CO3催化剂样品在650℃以后催化作用明显,且最大焦炭气化速率随 K2 CO3比例增加呈先增大后减小的规律,其中7％ K2 CO3脱灰木屑/煤气化速率最大,表现出更好的催化作用。同浓度下CaO样品的催化作用要弱于K2 CO3样品,但其在挥发分析出阶段的最大析出速率始终高于 K2 CO3样品,与浓度无关。     

低温NH3选择性催化还原脱硝催化剂MnFexCe1-xTiO2抗硫再生性能研究

通过共沉淀法制备了MnFexCe1-xTiO2催化剂,以NH,为还原剂,考察了催化剂的脱硝性能及抗硫再生性能。结果表明,Mn1Fe09Ce0．1／TiO2催化剂表现出最佳的脱硝活性和优良的抗硫性能,在140℃时NO转化率可达到100％。在烟气中通入的SO2浓度小于等于80mg／m3时,催化剂只发生可逆性中毒,当SO2浓度大于80mg／m3时,在催化剂表面会生成硝酸盐及硫酸盐等物质导致不可逆失活,但中毒失活催化剂在经水洗后可实现再生,NO的转化率可基本恢复至新鲜催化剂水平。     

低温NH_3选择性催化还原脱硝催化剂Mn_1Fe_xCe_(1-x)/TiO_2抗硫再生性能研究

通过共沉淀法制备了Mn1Fe1-xCex/TiO2催化剂,以NH3为还原剂,考察了催化剂的脱硝性能及抗硫再生性能。结果表明,Mn1Fe0.9Ce0.1/TiO2催化剂表现出最佳的脱硝活性和优良的抗硫性能,在140℃时NO转化率可达到100%。在烟气中通入的SO2浓度小于等于80mg/m3时,催化剂只发生可逆性中毒,当SO2浓度大于80mg/m3时,在催化剂表面会生成硝酸盐及硫酸盐等物质导致不可逆失活,但中毒失活催化剂在经水洗后可实现再生,NO的转化率可基本恢复至新鲜催化剂水平。     

锌空气电池催化层制备工艺研究

从活性碳处理工艺、导电剂、烘干方式、催化剂处理工艺四方面开展了催化层制备工艺研究,实验结果表明,活性碳经改性可以提高其催化活性,进而提高空气电极的电化学性能;乙炔黑作为导电剂可以使催化剂在催化层中分散得更好,活性反应点增多,更有效地催化氧的还原反应;采用红外线烘干和对催化剂进行研磨处理,均可以提高催化剂催化活性反应点,进而提高电极的电化学性能。     

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。     

不同型式失活脱硝催化剂的再生研究

针对蜂窝式、板式及波纹式3种不同型式的失活脱硝催化剂,采用不同再生工艺进行再生,并采用X-射线衍射仪（XRD）、X射线荧光光谱仪（XRF）、比表面积分析仪等对催化剂表征进行测试,对再生前后催化剂结构和性能进行了比较。研究结果表明：再生后催化剂中钛白粉的晶型没有改变,V2O5等活性成分仍然以高分散的形态分布在钛白粉载体表面上;催化剂的BET比表面积和孔容积都得到提高,微孔结构得到恢复;中毒元素K、Na和Fe均得到不同程度的去除;催化剂脱硝活性得到提高。     

富氧燃烧烟气气氛下酸再生催化剂性能测试

以广东某电厂失活的选择性催化还原脱硝催化剂为实验样品,分别采用超纯水、醋酸和H_2SO_4等再生液浸渍对其进行再生,然后模拟富氧燃烧下的烟气成分并将其作为活性测试气体,在活性测试平台上对再生前后催化剂的性能进行评估,利用BET比表面积测试、X射线荧光光谱分析、电感耦合等离子体质谱测试等技术对催化剂进行表征。结果表明:失活样品经水、醋酸以及H_2SO_4溶液浸渍后可除去使催化剂中毒的Fe_2O_3、K_2O、As和Pb,并恢复其比表面积,其中醋酸洗和H_2SO_4洗的再生效果明显好于超纯水洗,且酸液浓度越大再生催化剂活性越高,但醋酸和H_2SO_4对催化剂机械强度有所破坏,酸液浓度为0.5 mol/L时综合效果最好。     

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%。     

高砷煤SCR脱硝催化剂中毒失活研究

某电厂燃用霍林河高砷煤种,以该电厂选择性催化还原（SCR）脱硝蜂窝式催化剂为研究对象,对其在不同运行时间下的脱硝活性进行了中试检测评价,并采用X射线荧光光谱仪、氮气吸附脱附仪、压汞仪、全自动化学吸附仪等对其成分和微观特性进行了检测分析。研究结果表明,砷在催化剂表面和微孔内的沉积造成其微观比表面积和孔结构发生变化,降低了催化剂表面酸量和氧化还原特性,致使催化剂活性异常劣化,机组运行1 000 h 时的催化剂脱硝活性仅为新催化剂脱硝活性的69%。为提高催化剂的使用寿命,提出了燃用高砷煤时减缓催化剂砷中毒的催化剂寿命管理建议。     

基于失活商业脱硝催化剂制备的再生SCR催化剂性能研究

为了解决燃煤电厂废弃商业SCR催化剂的处理以及充分利用锰基SCR催化剂的低温活性,提出了失活商业SCR催化剂再生的新方法:将失活的商业SCR催化剂作为载体,利用多步浸渍法,将锰氧化物(MnO_x)负载于载体上,制备成新的脱硝催化剂。利用XRF,XRD,SEM,XPS和N_2等温吸附等测试技术对新鲜催化剂、失活催化剂以及再生催化剂进行表征,以探究再生方法制备的催化剂相比失活催化剂带来的变化。结果发现,针对采用的原始失活催化剂来说,MnO_2负载质量分数为4.67%时,催化剂的综合理化性能和催化剂的脱硝活性最优。另外,再生的催化剂在250℃条件下仍然可以保持较高的脱硝活性,说明再生的催化剂具有更宽的活性温度窗口。再生催化剂中起到催化作用的是未中毒的V_2O_5以及负载的MnO_x。MnO_x可能为催化剂带来了低温活性。同时,催化剂在高空速下依然可以保持较高的催化活性。该再生方法不仅可以实现废弃的SCR催化剂的再生,还可以提升催化剂的催化性能。     

某燃煤机组脱硝催化剂检测及活性衰减模型

为检测某600 MW燃煤机组在役选择性催化还原脱硝催化剂的性能和预测其活性变化趋势,分别进行了理化特性和反应活性测试。通过与新催化剂进行对比,判断在役催化剂的比表面积、孔容、抗压强度、SO_2/SO_3转化率均属正常堕化,第一、二层催化剂活性衰减分别为28%及19%,第一层催化剂活性低于理论值,第二层催化剂活性高于理论值。根据测试数据计算得到第一层催化剂活性衰减速度系数为2.28×10~(-5) h~(-1),第二层催化剂活性衰减速度系数为1.46×10~(-5) h~(-1),从而建立活性衰减模型,该模型可预测2.4×10~4 h内催化剂的活性变化。     

油页岩干馏瓦斯积碳影响因素的实验研究

采用自制的连续流动反应装置,以06Cr25Ni20不锈钢管为反应器,对不同温度(600,650,700,750℃)、不同反应时间(30,60 min)、不同瓦斯流量(10,20 m L/min)等条件下油页岩干馏瓦斯在反应器内的积碳情况进行了实验研究。实验结果表明,积碳量随着反应温度、反应时间和瓦斯流量的增加而增大。前者是由于反应由表面反应决定,受反应动力学控制;后两者由于积碳反应所需前驱体不断增多所致。过渡型催化金属表面积碳是积碳速率随着反应时间的增加而降低的主要原因。利用多因素混合水平方差分析方法分析了影响油页岩干馏瓦斯积碳的因素,分析结果显示,反应温度、反应时间和瓦斯流量对油页岩干馏瓦斯积碳的影响均极为显著,说明从事油页岩干馏瓦斯积碳的相关研究,此3种因素必须予以考虑。