低温脱硝脱氯苯钒钼钛基催化剂研究——钒负载量的影响

采用浸渍法制备了不同钒负载量的钒钼钛基催化剂,评价了催化剂的脱硝、SO₂氧化和脱氯苯的性能,并采用BET、XRD、NH₃-TPD、NO-TPD和SO₂-TPD对催化剂进行了表征。结果显示,催化剂活性组分在TiO₂载体表面分散均匀,未发现明显的XRD衍射峰;随着负载量的增加,催化剂脱硝和硫氧化性能逐渐增大,脱氯苯的性能先增大后减小,脱硝活化能较小而脱氯苯的活化能较大,钒负载量为3wt%时催化剂的脱硝脱氯苯性能较佳。催化剂表征显示,随着钒负载量的增加,催化剂比表面积略有下降,表面的酸性略有上升;低温对NH₃的吸附有所增加,而对NO和SO₂的吸附有所下降。低钒负载量时,催化剂表面脱硝可能以L-H机理为主;高钒负载量时,以E-R机理为主。     

锰铈改性钒钨钛中低温SCR催化剂脱硝及抗水抗硫性能

结合Mn的低温脱硝活性与Ce的储氧能力,将Mn-Ce作为整体改性剂,添加到传统钒钨钛催化剂中,用浸渍法制备了8份样品,以NH_3为还原剂,于管式固定反应器内进行脱硝及抗水抗硫实验,通过NH_3-TPD、H_2-TPR、N_2物理吸附测试、XRD手段对样品进行表征。综合脱硝活性及240℃抗水抗硫测试结果,选出较优的改性催化剂为3V-10W-7.7Mn-4.3Ce/75Ti,其在180~330℃保持脱硝活性95%以上,240℃抗水抗硫活性稳定在80%左右。该样品的比表面积虽然不到67m~2/g,但是Mn O_2与Ce O_2高度分散在Ti O_2表面;7.7%含量的Mn O_2也使催化剂具有大量的强酸位点,能够增强对NH_3的吸附;适当含量的Ce也增强了催化剂的低温氧化还原能力。     

低温钒基脱硝催化剂的研究进展

钒基催化剂在中高温环境下具有较好的脱硝活性,但是在工作环境温度低于200℃时,其脱硝活性很低,因此需要通过助剂掺杂、改变制备工艺对钒基催化剂在低温下的脱硝活性进行改善。本文从载体、助剂、制备方法三个方面进行详细分析,阐述了其各自对钒基催化剂在低温下实现高效率抗硫脱硝的机理及意义。最后指出目前钒基催化剂抗硫脱硝存在的问题,以及对下一步需要研究的方向进行总结。     

低温钒基脱硝催化剂的研究进展

钒基催化剂在中高温环境下具有较好的脱硝活性,但是在工作环境温度低于200℃时,其脱硝活性很低,因此需要通过助剂掺杂、改变制备工艺对钒基催化剂在低温下的脱硝活性进行改善。本文从载体、助剂、制备方法三个方面进行详细分析,阐述了其各自对钒基催化剂在低温下实现高效率抗硫脱硝的机理及意义。最后指出目前钒基催化剂抗硫脱硝存在的问题,以及对下一步需要研究的方向进行总结。     

低温脱硝催化剂抗水性研究进展

目前,低温脱硝催化剂的实验室研究已经相对成熟,但是实际工业烟气中一般含有一定含量的H_2O,其对于催化剂的毒害作用是限制该技术工业化应用的一个瓶颈。本文分析了催化剂的"H_2O中毒"机理,并且提出了改进的方法,从添加不同的助剂以及改变形貌来展开描述。最后,文章对脱硝催化剂未来的研究方向和应用前景进行了展望。     

提高Mn系低温脱硝催化剂抗硫抗水性能的国内外研究概述

介绍了氮氧化物的来源、SCR脱硝的反应机理和工艺流程、催化剂的硫和水中毒机理,重点介绍了国内外学术和工业界为提高催化剂抗硫和抗水性能所做的研究和尝试,旨在推动低温SCR技术的进展,促进该技术早日实现在工业上的大规模应用。     

锰基低温NH3-SCR催化剂脱硝及抗硫性能研究进展

催化剂是SCR脱硝的核心技术,在SCR脱硝系统中,经除尘和脱硫后烟气温度通常低于200℃,因此开发低温脱硝催化剂为研究重点。本文分别综述了非负载型和负载型锰基低温脱硝催化剂,其中主要探讨了TiO_2、活性炭、炭纳米管、 CeO_2为载体的负载型锰基低温脱硝催化剂。分析了SO_2中毒过程以及抗中毒的催化剂。并对锰基低温脱硝催化剂进一步研究方向进行了展望。     

Mn-Ce系列低温SCR催化剂抗硫性研究进展

低温选择性催化还原(SCR)工艺具有节约能耗和运行成本的优点, 但是其催化剂存在SO₂中毒的问题, 使其难以用于工业化, 因此对低温SCR催化剂抗硫性的研究就尤为重要, 其中Mn-Ce系列催化剂是研究较多、抗硫效果较好的催化剂。本文介绍了SO₂对Mn-Ce系列催化剂的毒化机制及Ce提高催化剂抗硫性的原因, 并且从载体选择、制备方法、金属元素改性和量子化学在抗硫性领域中的应用等方面综述了近年来关于Mn-Ce系列催化剂抗硫性的研究进展, 其中量子化学在SCR领域中的迅速发展对催化剂抗硫性的研究有重要帮助, 可能成为未来脱硝领域的研究发展方向, 为今后进一步提高催化剂的性能提供借鉴。     

Fe-Mn/(活性炭-钛)低温脱硝催化剂的研究

活性炭(AC)作载体具有表面积大、孔隙发达的优点,但是抗烧失性差,易发生自燃。本研究采用TiO₂改性活性炭,充分利用活性炭和TiO₂及活性组分的协同作用,提高Fe-Mn/活性炭催化剂的脱硝活性和抗硫性。对钛前驱体、钛加入方式、钛加入量和活性炭预处理的烧结温度进行了考察,得出采用钛酸丁酯为钛前驱体、混合水解法、TiO₂/AC=10%(wt.)、活性炭预处理温度为800℃时,制备出的Fe-Mn/(活性炭-钛)催化剂具有最高活性,在180℃时脱硝效率就能达到80%,200℃能达到90%以上,并且有SO₂通入6 h后,脱硝效率不低于85%。     

Ce掺杂对钒钨钛催化剂脱硝性能的影响

对钒钨钛（V-W-Ti）催化剂进行Ce掺杂改性制备了CexV1W7/Ti（x%为CeO2负载量）,通过XRD、TEM、FTIR、XPS等表征其结构和元素组成,通过NH3/NO-TPD表征NH3和NO在催化剂表面的吸附强弱分布,并测试不同CeO2负载量下催化剂的脱硝性能,最后经密度泛函理论(DFT )计算探究催化剂的失活机理。结果表明,负载CeO2增加了催化剂表面化学吸附氧的比例和Br?nsted酸性位点,但也减少了催化剂表面V4+的比例和Lewis酸性位点;适当CeO2负载量能显著提高钒钨钛催化剂的中低温活性,但负载量过多会降低催化剂的高温活性,CeO2负载量为1% （以催化剂质量分数为基准）的钒钨钛催化剂（Ce1V1W7/Ti）表现最佳,其在全温度（260~400 ℃）段的脱硝活性均优于改性前,在260 ℃,空速为6×104 h-1的反应条件下,NOx脱除率从79.0 1%增加至99.19%,在含有H2O、SO2的气氛中,其NOx脱除率从58.33%升至74.55%。Ce掺杂降低了催化剂表面的氧空位形成能,改变了催化剂表面的酸位强弱,强化了SO2在催化剂表面的吸附,SO2中毒后的催化剂表面会沉积硫酸铵盐,在H2O的协同作用下,Ce掺杂后催化剂表面更易沉积硫酸铵盐,这是催化剂失活的主要原因。     

失活钒钨钛脱硝催化剂的再生处理技术

采用不同清洗再生工艺研究了热电厂运行3年左右的失活商业V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂再生效果。选用3种清洗液C1、C2和C3[即:清洗液C1为:去离子水;C2为:0.01 mol/L乙二胺四乙酸溶液(EDTA)+0.5 mol/L硫酸溶液(H_2SO_4)+0.5%十二烷基苯磺酸溶液(LAS);C3为:0.5%重金属捕捉剂2,4,6-三硫醇基钠硫代三嗪溶液(TMT103)]。设置了A、B、C3种清洗再生工艺[即:工艺A为清洗液C2+C3混合清洗;B为先用C2清洗再用C3清洗;C为先用C3清洗再用C2清洗],研究了失活催化剂整体式再生效果。结果表明:以去离子水为对照,在50 kHz的超声波下清洗时,清洗液C2和C3的最佳清洗时间分别为30 min和1 h,催化剂的NO_x转化率分别达到77%和79%。清洗工艺C对催化剂的清洗效果最佳,催化剂的NO_x转化率可达到85%。对工艺C清洗的催化剂进行活性组分补充,在活性温度窗口范围内(300～450℃)催化剂脱硝活性恢复到新鲜催化剂的水平。工艺C有效地去除了致毒元素,尤其是砷;恢复了催化剂表面孔结构,尤其是微孔结构;提高了催化剂表面Br?nsted酸、Lewis酸的酸量和强度,增强了催化剂的还原能力。     

废弃脱硝催化剂中有价元素钛钒钨的综合利用研究

研究了将废弃脱硝催化剂作为原料,采用强碱氢氧化钠作为熔融剂,回收废弃脱硝催化剂中的有价元素钛钨钒的方法。实验结果表明,将废弃脱硝催化剂采用固体氢氧化钠在500 ℃熔融,再将钛与钨和钒进行离子交换深度分离处理,得到钛钨钒的酸式盐类,通过控制不同的溶解性能,得到各元素的化合物。该方法效果良好,各类物质回收率达95.0％以上,解决了脱硝催化剂的二次污染问题,同时变废为宝,将废物综合利用提取有价元素,应用前景良好。     

低温SCR脱硝催化剂的研究

综述了低温SCR脱硝催化剂的国内外研究现状,介绍了低温SCR脱硝催化剂的种类、反应机理及存在的问题,为制备性能更好的低温SCR脱硝催化剂提供依据。     

钒基脱硝催化剂的研究进展

氮氧化物(NO_x)是大气主要污染物之一,其排放会带来严重的环境问题并且威胁人类健康,所以控制其排放势在必行。选择性催化还原脱硝已经成为世界上最成熟的脱硝技术。本文主要从催化剂的制备方法出发,详细综述不同方法制备的钒基脱硝催化剂的研究现状,并对脱硝机理进行表述,最后对钒基脱硝催化剂的发展进行总结和展望。     

硒掺杂对钒催化剂低温活性的影响

利用超声浸渍法制备硒掺杂前后的钒催化剂V/SiO_2和Se-V/SiO_2,采用Raman、XRD和TG/DSC对催化剂进行分析表征,并测定了两组催化剂对SO_2氧化制SO3性能的影响。结果表明,与V/SiO_2相比,硒掺杂后钒催化剂Se-V/SiO_2的活性组分颗粒尺寸减小,分散度增大,提供的活性位点增多,且降低了催化剂组分的熔融相变温度,这些作用有利于该催化剂在较低温度下反应物分子的吸附与活化,提高其催化活性。使得在480℃以下,催化剂Se-V/SiO_2催化SO_2氧化的转化率明显高于V/SiO_2。     

硒掺杂对钒催化剂低温活性的影响

利用超声浸渍法制备硒掺杂前后的钒催化剂V/SiO_2和Se-V/SiO_2,采用Raman、XRD和TG/DSC对催化剂进行分析表征,并测定了两组催化剂对SO_2氧化制SO3性能的影响。结果表明,与V/SiO_2相比,硒掺杂后钒催化剂Se-V/SiO_2的活性组分颗粒尺寸减小,分散度增大,提供的活性位点增多,且降低了催化剂组分的熔融相变温度,这些作用有利于该催化剂在较低温度下反应物分子的吸附与活化,提高其催化活性。使得在480℃以下,催化剂Se-V/SiO_2催化SO_2氧化的转化率明显高于V/SiO_2。     

低温NH3-SCR脱硝催化剂抗水抗硫策略及研究进展

综述了国内外在选择合适的载体和制备方法、元素掺杂改性以及调节催化剂结构和形貌等改善低温脱硝催化剂抗水、抗硫性方面的研究成果,探讨了几种典型低温SCR催化剂提高耐水、耐硫性的方法,为今后优化和开发具有耐水和耐硫性能的低温NH₃-SCR催化剂提供参考。     

Mn基脱硝催化剂抗水抗硫改性的模拟与实验研究

为考察ZSM-5分子筛作载体和Ce掺杂对催化剂低温脱硝活性及抗水抗硫性的影响,通过分子动力学模拟和实验研究的手段研究了载体类型、掺杂Ce对催化剂性能的影响。分子动力学模拟发现,ZSM-5分子筛作载体较γ-Al₂O₃明显抑制H₂O在其表面的吸附,在活性组分中添加Ce既抑制H₂O在其表面的吸附,又减轻SO₂对催化剂的毒化作用。实验研究发现,Mn-Fe-Ce/ZSM-5催化剂性能更优,Ce的添加对提高催化剂的低温脱硝活性和抗水抗硫性能具有明显的积极作用,ZSM-5分子筛作为载体也对提高催化剂抗水性能起到重要作用。通过SEM、XRD、BET、TG-DTG等表征手段和BaCl₂鼓泡实验对Mn-Fe-Ce/ZSM-5催化剂抗硫性提高的原因分析发现,添加Ce使催化剂储氧释氧能力提高,将烟气中的SO₂氧化为SO₃并被烟气携带,避免了SO₂与催化剂活性组分的反应,则催化剂表面的活性组分不被破坏,保证了催化剂的催化反应性能。     

Mn基脱硝催化剂抗水抗硫改性的模拟与实验研究

为考察ZSM-5分子筛作载体和Ce掺杂对催化剂低温脱硝活性及抗水抗硫性的影响,通过分子动力学模拟和实验研究的手段研究了载体类型、掺杂Ce对催化剂性能的影响。分子动力学模拟发现,ZSM-5分子筛作载体较γ-Al_2O_3明显抑制H_2O在其表面的吸附,在活性组分中添加Ce既抑制H_2O在其表面的吸附,又减轻SO_2对催化剂的毒化作用。实验研究发现,Mn-Fe-Ce/ZSM-5催化剂性能更优,Ce的添加对提高催化剂的低温脱硝活性和抗水抗硫性能具有明显的积极作用,ZSM-5分子筛作为载体也对提高催化剂抗水性能起到重要作用。通过SEM、XRD、BET、TG-DTG等表征手段和BaCl_2鼓泡实验对Mn-Fe-Ce/ZSM-5催化剂抗硫性提高的原因分析发现,添加Ce使催化剂储氧释氧能力提高,将烟气中的SO_2氧化为SO3并被烟气携带,避免了SO_2与催化剂活性组分的反应,则催化剂表面的活性组分不被破坏,保证了催化剂的催化反应性能。