可再生SCR催化剂在烟气脱硝优化改造中的应用

针对燃煤电厂烟气脱硝工艺优化改造的需要,以目标燃煤电厂失活SCR催化剂为研究对象,采用酸洗法对其进行了再生试验研究,并以脱硝效率为评价指标,考察了不同试验参数对再生SCR催化剂脱硝效率的影响。结果表明,当硫酸物质的量浓度为0.5 mol/L,酸洗时间为30 min时,再生SCR催化剂的活性可以达到最佳,脱硝效率可以达到最大。再生SCR催化剂的脱硝效率与新鲜SCR催化剂基本相当,并且随着温度、空速和氧气浓度的增大,脱硝效率均呈先升高后降低的趋势。当温度为350℃,空速为5 000 h^-1,氧气体积分数为5%时,再生SCR催化剂的脱硝效率最大。再生SCR催化剂具有良好的脱硝效果,能够满足目标燃煤电厂烟气脱硝优化改造施工的需求。     

燃煤电厂脱硝反应用低温SCR催化剂的制备及性能评价

以泡沫金属镍、九水合硝酸铁和硝酸锰为主要原料,采用浸渍法制备了1种适合燃煤电厂脱硝反应用低温SCR催化剂,对其制备工艺参数进行了优化,并对其脱硝性能进行了评价。结果表明,最佳制备工艺参数如下：Fe负载量为8%、Mn负载量为4%、煅烧温度为500℃;当n(NH₃)∶n(NO)为1.0∶1、O₂含量为5%、空速为30 000 h^-1时,低温SCR催化剂Fe₈Mn₄/Ni对模拟烟气的脱硝效率较高,当温度为160℃时,脱硝效率达到85%以上,能够满足低温条件下的使用需求。     

降低船舶NO_x排放的紧凑型SCR实验

采用浸渍法制备铬基催化剂,在10%Cr/TiO_2基础上研究锑负载量对催化剂催化氧化NO活性的影响。结果表明,350℃焙烧的10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂具有最佳的NO催化氧化活性,在NO体积分数为0.07%、O2体积分数为5%,空速27 000 h-1条件下,260℃时NO氧化率可达到50%,满足紧凑型SCR条件。XPS表明新鲜催化剂表面铬主要以Cr3+形式存在,经NO催化氧化反应后出现Cr6+。此外考察SO_2对催化剂的影响发现,加入体积分数为0.03%的SO_2后,350℃时10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂经15.6 h后效率由50%缓慢下降并稳定在17%,热再生后活性完全恢复。在NO催化氧化联合SCR实验中发现,当NO氧化率为46%时促成的紧凑型SCR在高空速下仍具有很高的脱硝率。空速为300 000 h-1、200℃时紧凑型SCR脱硝率达到90%,比标准SCR提高了39.5个百分点。可有效解决船舶SCR布设空间不足的问题。     

燃煤电厂SCR烟气脱硝效率影响因素研究

为了最大程度的提高燃煤电厂烟气脱硝效率,以SCR烟气脱硝效率为评价指标,采用烟气脱硝反应实验装置研究了不同催化剂类型、反应温度、氨氮比、氧气浓度、含水量以及空速等因素对SCR烟气脱硝效率的影响。实验结果表明,在其他实验条件均相同的情况下,铜基分子筛催化剂Cu-ZSM对目标模拟烟气的脱硝效果明显优于其他类型的催化剂;当反应温度为320℃、氧气浓度为5%时,SCR烟气脱硝效率可以达到最大;氨氮比越大,SCR烟气脱硝效率就越大,推荐最佳的氨氮比为1.0;含水量和空速越大,SCR烟气脱硝效率就越小,在实际应用过程中,应选择合适的空速,以平衡脱硝效率和经济成本,同时应尽可能的降低含水量,以最大限度的提高燃煤电厂SCR烟气脱硝效率。     

低温NH3-SCR催化剂脱硝工业侧线实验

采用浸渍法制备了低温NH₃-SCR催化剂,并在某硝酸车间进行了超过1 000 h的低温SCR脱硝工业侧线实验,结果表明,在压力0.2 MPa、烟气入口温度230 ℃和空速 5 000 h^-1条件下,脱硝率大于95%,出口NOx浓度低于100×10^-6,催化剂具有良好的活性稳定性。采用BET、SEM和XRD等对催化剂进行表征,结果表明,催化剂实验前后物性和晶相结构没有显著差别。     

离子交换法改性ZSM-5的NH_3-SCR性能研究

为了获得可以在低温条件下具有较高脱硝效率并且无毒易得的SCR催化剂,采用了传统水溶液离子交换法制备Cu-ZSM-5,Ce-ZSM-5催化剂和连续水溶液离子交换法制备Cu-Ce-ZSM-5,Ce-Cu-ZSM-5催化剂,并运用N_2吸附脱附、扫描电镜、X射线衍射对吸附催化剂进行物理化学表征。在100—500℃温度范围,空速60 000 h~(-1)的条件下进行SCR活性测试。结果表明,Cu-ZSM-5,Cu-Ce-ZSM-5和Ce-Cu-ZSM-5催化剂表现出了良好的低温活性,在200—300℃范围内脱硝效率接近100%,而在100—200℃范围内Cu-ZSM-5催化剂的SCR活性最高。改性ZSM-5催化剂与传统SCR催化剂相比拥有无毒易得、低温活性好等优点,具有广泛的工业应用前景。     

MnOx-FeOx/TiO2低温SCR烟气脱硝催化剂制备及其脱硝性能

采用浸渍法制备MnO_x-FeO_x/TiO₂低温脱硝催化剂粉体，考察锰铁含量对催化剂脱硝性能的影响。选取6Mn-4Fe/TiO₂粉体催化剂(Mn质量分数6%,Fe质量分数4%),考察挤出成型配方对条形催化剂孔结构的影响。比较成型前后催化剂脱硝性能及不同浓度SO₂下的抗中毒能力。采用XRD和N₂吸附-脱附对催化剂进行表征。结果表明，粉体催化剂6Mn-4Fe/TiO₂具有最佳的低温SCR脱硝活性，在空速18 000 h^-1,氨氮(氨气和一氧化氮)物质的量比1∶1,氧体积分数5%反应条件下，在(120～220)℃内能够保持100%的脱硝效率。在反应温度180℃,SO₂浓度300 mg·m^-3条件下具有优异的抗硫能力。且成型后，条形催化剂的活性温度窗口进一步拓宽，抗硫能力有所提高。     

低温硝酸尾气脱硝催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备Ti O2载体,等体积浸渍法制得A+B/Ti O2低温硝酸尾气脱硝催化剂。利用固定床反应器,以氨气作为还原剂,考察了反应温度、氨氮比、空速等因素对催化剂性能的影响。实验结果表明:在170℃、氨氮比1.1,空速10 000 h-1时,脱硝效率达到94%,既有较好的脱硝效率,又经济合理。     

基于Fe-Mn过渡金属氧化物低温脱硝催化剂的制备及性能研究

针对制备的MnO_x/Ti O_2催化剂,增加锰负载量,NO转化率越高,10%锰负载量为最佳比例。10%Fe-10%Mn/TiO_2催化剂脱硝效率相对较高,催化剂脱硝效率随空速提高而降低。空速越高,气体在催化剂作用下反应不充分。160℃为转折点,反应温度升高,脱硝效率提升明显。反应温度达到160℃之后,催化剂N_2选择性降低,效率会有所降低。     

黏土掺混型烟气脱硝蜂窝催化剂的制备及性能

在NH3-SCR脱硝保证催化剂活性前提下,在蜂窝体成型过程中添加高含量的黏土与助剂来减少SCR催化剂活性组分的使用量,可降低烟气脱硝SCR催化剂的成本.考察了不同黏土与成型助剂对蜂窝体物理性能的影响,优化了助剂的添加比例.将优化的黏土成型工艺及参数应用于掺混黏土型蜂窝SCR脱硝催化剂的制作,通过模拟烟气评价催化活性,比较了催化剂的添加量对掺混黏土型蜂窝SCR脱硝催化剂的催化活性及抗硫抗水稳定性的影响.结果表明:以黏土为基本载体的蜂窝SCR催化剂具有较高的催化活性,在固定氨氮比0.8,空速4 050h-1的条件下,自制催化剂2%V2O5-5%WO3/TiO2掺混70%(质量分数)黏土A制得的蜂窝催化剂在250℃时的脱硝率为89%,活性温度窗口为250℃～450℃.170h的抗硫抗水实验中仅在250℃时活性稍有降低,但一直稳定在77%以上,可满足中低温脱硝催化剂的应用要求.     

运行参数对燃煤电厂脱硝催化剂活性影响的研究

催化剂是燃煤电厂脱硝装置的运行核心,其催化剂活性的性能直接关系到脱硝效果的好坏。在某燃煤电厂SCR脱硝装置中将运行了25000小时后的催化剂取出用SEM、BET、TG和XRD、XRF进行催化剂结构特性表征,通过研究表明:在燃煤电厂实际运行的空速下、反应温度为350℃,在保证脱硝效率的前提下,SO2的浓度为650 ppm、NH3/NO比为0.9最佳。     

低温脱硝催化剂在火电厂锅炉启动期间的中试应用

高温选择性催化还原(SCR)脱硝装置在燃煤发电机组点火初期无法使用(烟气温度较低),导致烟气中氮氧化物一段时间内大幅超标排放。依托石河子天富南热电有限公司125 MW机组建立的低温脱硝侧线实验平台(1 000 m3·h-1),探讨浸渍法制备的Mn-Ce/Al2O3低温脱硝催化剂在机组点炉期间的处理效率和影响因素。结果表明,Mn-Ce/Al_2O_3低温脱硝催化剂表面具有丰富的介孔结构,且主要以Ce4+和高价态的Mn存在,有助于提高催化剂的低温活性。在现有高温SCR脱硝装置运行正常前,低温脱硝催化剂在烟气温度100℃时可维持约70%的脱硝率,处理后烟气中的氮氧化物基本达到现有排放标准;在本次点炉期间(4 h),低温脱硝催化剂的使用可减少约700 kg氮氧化物的排放。烟气湿度对低温脱硝催化剂效率的影响较大;考虑到点炉期间烟气参数的实际情况(湿度较低),Mn-Ce/Al_2O_3低温脱硝催化剂在解决点炉期间氮氧化物超标排放时具有较大的潜力。     

水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺优化方法

为了提高SCR脱硝效率,以水泥窑尾系统为研究对象,提出烟气SCR脱硝工艺优化方法。依据SCR脱硝工艺脱硝方式,选择的V2O5-TiO2成分催化剂,从脱硝控制、反应机理、反应物扩散三个方面,确定水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺脱硝的反应原理;计算SCR脱硝工艺脱硝的效率,结合SCR脱硝工艺反应原理,提取SCR脱硝工艺中影响SCR脱硝工艺脱硝效率的烟气温度和流速、氨氮供应量、催化剂性能等因素;采用最小二乘支持向量机,设定优化函数,优化SCR脱硝工艺的烟气温度和流速、氨氮供应量、催化剂性能。设定SCR脱硝工艺试验参数值,应用试验结果：平均供氨流量在设定值范围±0.3 m3/h上下波动,SCR反应器入口NOx浓度,在设定值的上0.4 mg/m3、下0.3 mg/m3范围内波动,SCR出口NOx浓度在设定值上下R0.5 mg/m3波动,对于脱硝过程控制能力高,经脱硝效率计算公式计算,优化后的SCR脱硝工艺脱硝效率提高了3.75%。     

活性炭负载磷钨酸用于烟气脱硝抗水性能实验研究

通过硝酸活化和高温水热活化方法对活性炭进行表面改性,之后在改性活性炭上负载不同含量的磷钨酸考察催化剂在有水蒸汽条件下的催化氧化脱硝催化活性,初始反应条件为：温度80 ℃,空速800 h^-1,O₂体积分数为5%、H₂O体积分数为4.2%、NO含量为443 mg·m^-3。通过FT-IR表征制备的催化剂评价前后表面有机活性基团的变化,将不同磷钨酸负载量下活性炭催化剂的脱硝活性评价结果和红外光谱结合,结果表明,湿气条件下,磷钨酸负载质量分数为10%时制备的催化剂能够较好地保持催化氧化脱硝稳定性,NO脱除效率约40%。考察不同操作参数,如温度、水蒸汽含量、O₂含量和空速对负载质量分数10%磷钨酸的活性炭催化剂催化氧化脱硝抗水性能的影响,最优操作条件：温度120 ℃,O₂体积分数8%,水蒸汽体积分数6%,空速1 000 h^-1,催化氧化反应的NO转化率达62%。     

载体结构对锡铁负载型催化剂脱硝性能的影响

利用凹凸棒土（ATP）、活性炭（AC）、介孔硅（MCM-41）、二氧化钛（TiO₂）这4种孔结构不同的载体,通过水热法制备了以Fe₂O₃为催化剂主活性组分、SnO₂为辅活性组分的锡铁负载型催化剂。催化剂的微观结构通过BET和SEM测试,并在催化剂评价装置中模拟烟气组成,考察锡铁负载型催化剂在反应温度为80～280℃、脱硝空速为32000～48000h^-1范围内的选择性催化还原（SCR）性能。同时考察了SO₂与H₂O对1/2SnFe/ATP催化剂的影响。实验表明,载体可能为催化剂提供大量Brønsted酸性位点,有利于反应气体吸附。1/2SnFe/ATP催化剂表现出最佳的SCR脱硝性能,在200℃时实现最高96.4%的NO转化率,而且由其抗硫性及其抗水性实验表明：SO₂单独作用于催化剂时,脱硝效率降低迟缓,切断二氧化硫后仍能恢复到85%以上。同时加入水和二氧化硫后,将会导致脱硝效率急剧下降。停止加入后,催化剂效率又开始慢慢恢复,效率可以恢复达到70%以上。     

V/CGS低温NH_3-SCR催化剂的制备及性能研究

以煤气化渣(CGS)为载体,采用等体积浸渍法负载1%的钒制备V/CGS催化剂。考察了煅烧温度、预氧化温度对催化剂脱硝活性的影响。经活性评价发现,500℃煅烧、250℃预氧化后的催化剂低温脱硝活性最佳。此外,还考察了空速、SO2体积分数对V/CGS催化剂脱硝活性的影响。通过XRD、XPS、H2-TPR以及物理吸附等方法对催化剂结构进行表征。结果表明,V/CGS催化剂中钒主要以V5+状态存在,经预氧化后V5+含量相对增加8%,促进了催化剂的脱硝活性。另外,在SCR反应过程中,低浓度SO2对V/CGS催化剂脱硝具有促进作用。     

选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的性能研究

文章开展了工艺条件对选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的性能研究,采用自行研制开发的V2O5-WO3/TiO2-Al2O3催化剂,考察了温度、空速、NH3与NO摩尔比、NO初始浓度、氧浓度等对这种催化剂脱硝性能的影响,为选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的应用提供科学的实验数据。     

SCR脱硝反应区域运行温度影响因素研究

针对降低SCR脱硝反应区域运行温度后造成催化剂失活的问题,以600 MW燃煤机组典型SCR脱硝反应系统为研究对象,分析了脱硝SCR催化反应温度、催化剂区域硫酸氢铵生成温度、还原剂稀释风、测温元件允许误差等对机组脱硝反应区域温度的影响,确定SCR反应器区域最低运行温度安全值。结果表明,钒钨钛系催化剂的活性温度窗口为320~420℃,最佳反应温度窗口主要集中在340~380℃,SCR脱硝反应效率达到最高约90%;SCR反应器入口的气相主体硫酸氢铵的凝结温度为270~320℃;喷氨稀释风会降低SCR反应器运行温度,温度降低2.6~2.9℃;温度测量元件的允许误差对SCR反应器系统测量温度造成相对固定的影响,造成温度最大偏低约4℃。提出SCR脱硝反应器进口温度应集中在350~390℃。     

烟气脱硝催化剂中载体TiO2对催化性能的影响

选用纳米级TiO2和工业级TiO2作为烟气脱硝催化剂的载体,采用分步浸渍法在载体TiO2上负载WO3和V2O5,得到商业催化剂的活性成分1%V2O5-10%WO3/TiO2,用以去除烟道气中的氮氧化合物(NOx)。纳米级催化剂所允许的空速范围远比工业级催化剂高,氨氮比(≥1.0)对纳米级催化剂脱硝效率基本没有影响,且当氨氮比为1.2时,在300～350℃脱硝效率可以达到100%。而工业级催化剂的脱硝效率随着空速的增加和氨氮比的降低而显著减小。在相同的空速(7500h-1)和氨氮比(1.0)条件下,纳米级催化剂的脱硝效率几乎为100%,而工业级催化剂只有在400℃时达到最大脱硝效率,且仅为85%。此外,以纳米级TiO2为载体的催化剂具有更宽的脱硝温度窗。利用扫描电镜(SEM)、N2物理吸附脱附、X射线衍射(XRD),程序升温脱附(NH3-TPD)和粒径分析等方法进行载体和催化剂表征。结果表明,纳米级催化剂的比表面积,孔容和表面酸性都远大于工业级催化剂。     

硝酸提浓改造过程中高效NH3-SCR脱硝催化剂开发及工业应用

针对硝酸工业装置尾气特点研究开发NH_3-SCR脱硝催化剂,在空速40 000 h~(-1)和入口NOx浓度1 000×10~(-6)条件下,NH_3-SCR脱硝催化剂最佳反应温度为370℃,NOx出口浓度20×10~(-6),脱除率达98%。经过1 000 h寿命评价,脱除率超过95%,脱硝催化剂表现出良好的活性。根据实际需要进行条型和蜂窝型脱硝催化剂工业生产,条型和蜂窝型脱硝催化剂均能满足硝酸装置提浓改造后尾气NOx浓度增加的要求,催化剂效率高,装填量小,系统压降小,NOx出口浓度20×10~(-6),条型脱硝催化剂反应器压降4.5 kPa,蜂窝型脱硝催化剂反应器压降2 kPa。