CuO/γ-Al_2O_3催化剂上NH_3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。     

CuO/γ-A1203和CuO-Ce02-Na20/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性.2类催化吸附剂250～400℃范围内脱硝效率稳定在70%以上.在350℃时效率稳定在最高值.利用程序升温方法研究了2类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化生成N2、NO和N20,是脱硝效率下降的主要原因.CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成NO2,NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用.改进的CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高了催化剂脱硝效率.催化反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,再与吸附催化剂上的NH3反应.     

CuO/g-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/g-Al2O3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备纳米孔径的CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。两类催化吸附剂250～400℃范围内脱硝效率稳定在70％以上。在350℃时效率稳定在最高值。利用程序升温方法研究了两类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化,是脱硝效率下降的主要原因。CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成NO2,NO2生成有利于脱硝反应的进行。NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用。改进的CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高催化剂了脱硝效率。催化剂反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,其再与吸附催化剂上的NH3反应。     

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。     

活性炭纤维载体催化剂及其低温选择性催化还原脱硝性能研究

低温下催化剂活性和抗毒性不足限制了低温选择性催化还原(SCR)脱硝工艺的工业应用。采用超声波浸渍法以活性炭纤维为载体,负载CuO、ZrO_2制备催化剂,通过比表面积测试、X射线衍射分析、扫描电镜等手段对催化剂进行表征,并利用固定床反应器探讨其低温SCR脱硝性能,考察了经浓硝酸处理后的活性炭纤维、CuO与ZrO_2单独作为活性组分、CuO与ZrO_2同时作为活性组分对脱硝活性的影响。结果表明:相对于系列CuO/ACFN、系列ZrO_2/ACFN催化剂,系列CuO-ZrO_2/ACFN催化剂的低温脱硝性能有较大的优势,3:1CuO-ZrO_2/ACFN催化剂在260℃时脱硝效率最大值为92%。     

V_2O_5/AC脱硝催化剂制备条件的实验研究

采用固定床反应器研究了活性炭负载V2O5(V2O5/AC)催化剂制备过程中各项参数对催化剂脱硝活性的影响。结果表明:HNO3预处理对于V2O5/AC催化剂脱硝活性具有明显的促进作用,最佳的V负载量为3%;活性组分前驱体在450℃以上可完全分解,最佳的预氧化温度为230℃;当温度过高时,活性炭载体在预氧化过程中会与O2反应,同时V2O5会在活性炭表面聚集,从而造成脱硝活性的下降;最佳条件下制备所得V2O5/AC催化剂在实验条件下表现出高度稳定的脱硝性能,脱硝效率达90%。     

Plasma协同CuO／Al2O3催化剂脱硝实验研究

利用设计搭建的活性测试试验台,对CuO/Al_2O_3催化剂以及Plasma(等离子体)协同CuO/Al_2O_3催化剂脱硝进行实验研究,研究测试CuO质量分数、反应温度、催化剂与等离子体协同作用以及布置方式对NO脱除效率的影响,实验结果表明,随着CuO质量分数的增加,催化剂的脱硝效率呈现出先升高后降低的趋势,当质量分数为8%时催化剂拥有最高的反应效率;NO脱除率随着反应温度的升高先增大后减小,在350℃时催化剂的脱硝效率达到最大值;催化剂与等离子体之间存在协同反应;布置方式的不同对反应器脱硝效率有明显影响。     

陶瓷催化过滤器制备及其脱硝性能研究

采用溶胶凝胶法在陶瓷过滤器上负载TiO_2载体,再负载脱硝活性组分V_2O_5,制备出具有催化功能的V_2O_5-TiO_2陶瓷催化过滤器;采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、化学吸附仪等手段对制备的陶瓷催化过滤器进行了表征;不考虑飞灰颗粒影响,在模拟烟气条件下对制备的陶瓷催化过滤器进行了脱硝性能研究,分析了TiO_2负载次数和负载量、V_2O_5负载量、表面速度、氨氮比等对陶瓷催化过滤器脱硝性能的影响,并考察了表面速度以及氨氮比对陶瓷催化过滤器脱硝性能的影响。结果表明:脱硝催化剂均匀负载在陶瓷过滤器上;负载1次TiO_2载体(即TiO_2质量分数为3%)可以获得最大的过滤器比表面积,有利于负载活性组分;温度为340℃,烟气流量为0.5L/min,V_2O_5负载量为10%时陶瓷催化过滤器的脱硝活性最高,达到80%左右。该结果为进一步研究和优化陶瓷过滤器负载脱硝催化剂提供了依据。     

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%。     

Ag/Al2O3催化剂上C3H6选择性还原脱除烟气中NO

在Autosorb-1-C物理化学吸附仪上测定了Ag/Al2O3催化剂的比表面积、孔容等物理特性,并采用该催化剂和C3H6还原剂对NO脱除过程进行了试验研究。结果表明,在适宜的反应温度和空速范围内,所制备的催化剂具有良好的脱氮活性;除温度和空速外,催化剂中Ag的负载量、C3H6与NO的摩尔比、烟气中氧含量和NO初始浓度等因素对催化剂反应性能有较大影响。试验确定的最佳反应温度为450℃~500℃,最佳Ag负载量为2%左右。     

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.     

Y~(3+)和La~(3+)改性对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y~(3+)和La~(3+)掺杂CeO_2(ZrO_2)/TiO_2(简称CZT)催化剂,研究Y~(3+)和La~(3+)掺入对其脱硝性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附、氢气程序升温还原以及紫外光光致发光光谱等实验方法对CZT催化剂进行表征。结果表明:Y~(3+)和La~(3+)的掺入抑制了TiO_2从无定形向锐钛矿型转变,不仅增大了催化剂的弱酸酸量和比表面积,同时提高了CZT催化剂的缺陷浓度和储释氧性能;弱酸酸量和比表面积的增大有利于CZT催化剂表面反应气体的吸附;缺陷浓度和储释氧性能的提高加快了吸附在CZT催化剂表面的NO被氧化速率,有利于催化反应的进行。因此,适量掺入Y~(3+)和La~(3+)会明显提升CZT催化剂的低温脱硝活性,拓宽其活性温度窗口。空速71 400 h-1条件下,0.2LaCZT催化剂在200℃的脱硝率达到85.1%,300℃达到最高(96.5%)。     

微波制备3V5Mn5Ce/TiO_2烟气脱硝催化剂实验研究

采用微波辐射干燥制备3V5Mn5Ce/TiO2脱硝催化剂,考察反应条件对其脱硝活性的影响,并运用XRD、SEM和BET手段对催化剂进行了表征;通过NH3、O2和NO的瞬态响应实验探讨此催化剂的SCR反应机理。结果表明,催化剂具有较好的SCR脱硝活性,空速30000 h-1,220℃时脱硝效率达到93.9%;微波干燥能够增大催化剂的比表面积,减轻粒子的团聚,使晶粒变小,分布更加均匀,提高催化剂的SCR活性;瞬态响应实验表明在此催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理。     

纳米负载型选择性催化还原反应催化剂的制备和性能研究

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了以陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂,并用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子透镜(transmission electron microscopy,TEM)表征了催化剂的晶型和形貌。研究了TiO2凝胶热处理温度和WO3负载量等重要参数对催化剂在以NH3为还原剂的选择性催化还原(selective catalytic reduc- tion,SCR)系统中的反应温度窗口、抗硫性的影响。最后考察了催化剂在不同NH3/NO比、O2含量、空速等因素下的性能指标。结果表明,在260~420℃的温度范围内,以陶瓷为骨架的负载型纳米V2O5-WO3/TiO2催化剂具有较高的SCR催化活性,且性能稳定; TiO2以锐钛形式存在的催化剂表现出高的抗硫性能,而TiO2以锐钛和金红石混晶形式存在时,抗硫性能比较差,但硫的中毒是可逆的,可再生;WO3负载量的增加提高了催化剂的活性。     

以偏钛酸溶胶为载体的SCR脱硝催化剂的制备及性能研究

催化剂是NH3法选择性催化还原(SCR)脱硝技术的核心,催化剂的低温活性、选择性和稳定性直接影响到NOx的脱除效果。SCR脱硝催化剂的性能主要取决于催化剂活性组分和催化剂载体。以工业级硫酸氧钛为原料,采用均匀沉淀法和直接沉淀法制备了2种偏钛酸溶胶,并以偏钛酸溶胶为载体,采用同步浸渍法加载V2O5和WO3成分,分别制出脱硝催化剂样品。在固定床反应器中,测试催化剂的脱硝性能,并通过比表面积测定、扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行研究。试验表明,以直接沉淀法制备的SCR脱硝催化剂活性较高,在实验条件下NO脱除率最高可达88.5%。     

Mn-Y／TiO2低温NH3选择性催化还原NO性能研究

研究了稀土金属Y掺杂MWTiO2催化剂的低温NH3选择性催化还原NO性能。采用溶胶凝胶法制备Y掺杂的TiO2载体,负载前驱体硝酸锰构成了Y掺杂的Mn-Y／TiO2催化剂。考察Y的掺杂量,操作条件如反应温度、氧含量、进口NO浓度和空速等因素对其催化还原NO性能的影响。结果表明,Y与Ti的最佳摩尔比为1．5％,X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析Y掺杂抑制了锐钛矿晶相的转移,有利于催化剂比表面积增大,从而提高催化剂的活性;在反应温度180℃、空速14000h-1、氧含量为3％、NO浓度0．060／0及体积比 φ（NH3）/φ（NO）为1的条件下,Mn负载量为5％,焙烧温度500℃下制备的MnTiY催化剂对NO的转化率达到93．5％。     

脱硝催化剂失活及再生实验

以某电厂失活和再生催化剂为研究对象,采用全尺寸催化剂性能检测台和比表面积仪、X射线荧光光谱仪、X射线衍射光谱仪、扫描电镜等仪器对催化剂进行了性能检测和表征分析。结果表明:2层催化剂经过24 000 h脱硝运行后,不能满足脱硝效率≥83.0%且氨逃逸量≤3?L/L的设计要求,催化剂相对活性为0.70;经再生处理后,催化剂孔道得到了疏通,各项指标恢复到新催化剂的水平,2层催化剂满足设计脱硝效率和氨逃逸量要求的同时,有效控制了SO2/SO3转化率;再生后催化剂相对活性提高到0.99,脱硝性能得到明显改善。     

γFe2O3的选择性催化还原脱硝性能及其对NH3和NO的表面吸附行为研究

采用γFe2O3纳米粉末制备选择性催化还原(selective catalysis reduction,SCR)脱硝催化剂,通过XRD、BET对催化剂进行表征,并对此催化剂的低温SCR脱硝性能在一固定床反应器中进行考察;此外通过原位红外漫反射光谱法(diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy, DRIFTS)研究了反应物在催化剂表面的吸附活化。结果表明,实验所采用的Fe2O3为纯γ相,具有较高的热稳定性和脱硝效率。DRIFTS实验研究表明,NH3主要吸附到γFe2O3催化剂表面 L 酸位形成吸附态的 NH3,在小于270℃时有部分NH3吸附到B酸位生成NH4+;O2的存在能促进吸附到L 酸位上的 NH3发生脱氢反应生成 NH2,并能够大大促进NO在催化剂表面吸附生成硝酸盐和吸附态的NO2,从而促进低温下的SCR反应。在90~360℃的温度区间内可能遵循两种反应途径,主要反应是吸附在L酸位的NH3脱氢生成NH2,然后和气态的NO反应生成N2和H2O;在低于240℃时,可能存在另外一种反应途径,中间产物 NO2(NH4+)2与NO反应生成N2、H2O和H+。     

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。     

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。