硫酸氢铵在钒基选择性催化还原催化剂表面的生成、作用及防治

电厂燃煤锅炉低负荷运行导致脱硝装置烟气温度偏低,硫酸氢铵中毒影响低温脱硝催化剂的长期稳定运行。本文分析了硫酸氢铵的形成机理及其对选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）催化剂的影响,提出控制烟气中SO₃浓度是减缓甚至避免SCR催化剂中毒的关键。文章从工艺和催化剂设计角度详细总结和分析了脱硝装置前端和脱硝装置中SO₃的控制方法,并总结了硫酸氢铵中毒催化剂的再生方法及其优缺点。分析表明,通过喷入碱性吸收剂降低脱硝装置前端SO₃浓度的工艺和对催化剂组分及结构进行合理设计以减少脱硝装置中SO₃生成的方法具有很强的实用性,是未来研究发展的重要方向。低温条件下长期运行难免导致催化剂失活,而在线升温是恢复中毒催化剂活性的良好方法,在工程设计中应考虑相应工艺。     

杂多酸改性V-Mo/Ti-W催化剂的宽温SCR脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列Keggin型杂多酸改性的V-Mo/Ti-W催化剂,并通过X射线衍射（XRD）、BET比表面分析（BET）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征方法对催化剂物化性质进行了表征分析。各项表征分析结果表明,杂多酸改性后的HPAs-V-Mo/Ti-W催化剂相比于改性前的催化剂,平均孔径尺寸更大,可抑制硫酸氢铵沉积,以提高催化剂抗硫性能;与V-Mo/Ti-W样品相比,改性后的催化剂具有更强的NH₃吸附能力、更好的还原性能和更多的化学吸附氧物种,从而表现出更优异的脱硝性能和N₂选择性。杂多酸改性后的催化剂在200~380℃温度范围内、150000h^-1高空速、高浓度SO₂和H₂O存在的模拟烟气中表现出高 NH₃-SCR活性、优异的抗SO₂性能,并保持几乎100%的N₂选择性,可作为燃煤电厂深度调峰的宽温催化剂,具备良好的工业应用价值。     

粉煤灰提铝残渣制备硅酸钙板的工艺优化研究

以神华国华准格尔电厂粉煤灰提铝残渣为原料制备硅酸钙板,采用压制成型方法及JMP软件响应曲面设计进行硅酸钙板制备工艺优化,结果表明:增强纤维掺量对硅酸钙板的抗折强度影响最大,其次是成型压力,再次是保压时间,其中成型压力与保压时间存在二次项的负相关,得到了预测抗折强度的数据拟合模型;通过实验验证发现,拟合模型精准度较高,预测偏差仅4.7%,以此拟合模型可以预测得到不同规格硅酸钙板的制备工艺条件,制得抗折强度符合JC/T 564.1—2008标准的硅酸钙板。     

燃煤发电副产物综合利用

从环境保护和煤炭可持续发展的角度,综述了我国燃煤发电副产物粉煤灰、脱硫石膏和二氧化碳的排放量及利用情况。重点介绍了燃煤副产物的研究现状、进展,提出了燃煤副产物综合利用的问题和展望。     

铁含量控制研究进展

在轻工业生产、湿法冶金、水处理等行业,铁含量控制是普遍性问题。本文主要介绍了非金属矿物、金属湿法冶金、以及水处理等行业常用的除铁方法。磁选是非金属矿物和碱性金属湿法冶金首选的除铁方法。但由于非金属矿含铁成分的多样性,以及设备和技术限制,有些产品通过磁选除铁后质量不达标,须结合化学浸出法进一步除铁。酸性湿法冶金除铁主要利用化学沉淀法,以针铁矿法应用最为广泛。氢氧化铁法,多以胶体状态,过滤性能较差。膜分离技术近年来发展迅速,目前以微滤膜(孔径50 nm)为主,主要应用在生物医药、化工与石化、食品与饮料、特种水处理等领域。地下水除铁,广泛采用锰砂滤料——接触性催化氧化法。无机化工产品进一步提纯到很高纯度,一般通过电化学或物理方法。     

光电催化二氧化碳能源化利用研究进展

CO₂能源化利用面临的主要问题是能耗问题和氢源问题。光电催化实现CO₂的能源化利用的核心为利用光催化剂的催化活性,光激发条件下产生光电子,减少外界能量输入,同时利用电催化活性提高CO₂还原产物的选择性和可控性。文章主要从光电催化的优势、反应机理、研究现状、催化剂、最新研究成果等方面综述了光电催化CO₂能源化利用的研究进展。具体阐述了光电催化体系的组成、CO₂的电子还原过程及目前存在的问题,重点探讨了光电体系的电极材料组成、电解液组分以及常见的光电催化剂类型对整个光电催化体系催化性能的影响。此外,指出了当前光电催化CO₂能源化利用方面存在的不足：转化效率低、产物选择性差等。并对光电催化实现CO₂能源化利用的研究重点,即高效光电催化剂的开发、催化过程动力学反应机理进行了展望。     

粉煤灰基SAPO-34分子筛脱硝催化剂的合成及其脱硝性能

以内蒙准格尔电厂粉煤灰为原料,采用酸碱联合法,制备了粉煤灰基SAPO-34微孔分子筛。以SAPO-34分子筛为载体,以碳酸铵为铵盐、硝酸铜为铜源,采用离子交换法制备了不同Cu担载量的Cu-SAPO-34分子筛催化剂。在500℃、8% H₂O/N₂气氛下老化处理后,对催化剂的选择性催化还原脱硝性能和物理化学特性进行了测试分析。结果表明,SCR活性与Cu物种种类密切相关,位于离子交换位的孤立态的Cu²⁺是Cu-SAPO-34催化剂在NH₃-SCR反应中的主要活性中心,随着Cu担载量的增加,催化剂的低温SCR活性提高,而高温活性在Cu质量分数达到1.50%上达到最高而后降低。1.50 Cu-SAPO-34催化剂在空速高达200000h^-1、350~500℃范围内可达到80%以上的NO_x转化率,显示出较宽的脱硝温度窗口。文中指出该催化剂因更好的高温活性和抗烧结能力,相比钒钛系催化剂更适用于高温工况。这项工作开辟了燃煤电厂粉煤灰无害化处理用于制备SCR催化剂的新途径。     

固定源废气处理的催化剂涂覆工艺研究进展

由工业固定源排放的NO_x和挥发性有机物（VOCs）是大气复合污染物的重要前体物质。整体式催化剂常被用于脱除NO_x和VOCs。涂覆法是可工业化大规模生产整体式催化剂的工艺之一,具有活性组分用量少、生产成本低的优点,此工艺被广泛用于固定源废气处理的催化剂制备领域。但是由于高通量烟气的冲刷会造成表面活性组分损失和寿命降低,限制其应用,所以在设计催化剂的过程中不但需要关注催化剂涂层的高活性,还需要重点考察其耐磨损性。本文综述了国内外用于固定源废气处理整体式催化剂涂覆工艺的研究进展,主要分析了预处理方法对蜂窝陶瓷载体物理化学性质的影响;重点综述了蜂窝陶瓷负载催化剂活性组分的常规涂覆方法,分为间接涂覆法和直接涂覆法,进一步对间接涂覆法的第二载体涂层进行分类探讨,简述了直接涂覆法的浆料配方及工艺参数对涂层性能的影响,然后对两种涂覆工艺的优缺点进行论述,最后总结了整体式催化剂在固定源废气（NO_x和VOCs）处理领域的相关应用。     

燃煤烟气中单质汞的催化氧化技术研究进展

针对燃煤电厂烟气中汞的脱除问题,综述了单质汞氧化催化剂与催化氧化机理的研究现状;着重阐述了碳基、金属及金属氧化物催化剂和选择性催化还原(SCR)催化剂对单质汞的催化氧化性能,分析了活性组分、烟气条件等对各催化剂氧化单质汞性能的影响;指出异相反应是单质汞氧化的重要途径,不同催化剂、不同烟气气氛下氧化机理不同;最后结合我国燃煤电厂的现状,提出深入研究单质汞的催化氧化机理,进一步提高SCR催化剂的催化氧化单质汞活性、抗硫性及稳定性将是燃煤烟气汞污染控制技术的重点发展方向。     

选择催化还原(SCR)反应机理研究进展

简述了NH₃和NO在催化剂表面吸附、转化活化和反应历程及H₂O和SO₂对以上反应行为的影响。分析表明,NH₃氧化脱氢进而与NO反应是决定NH₃反应性和最终产物的关键。NO以气态（Eley-Rideal机理）或硝基类物质等吸附态（Langmuir-Hinshelwood机理）形式参与选择催化还原（SCR）反应。提高催化剂酸性和氧化还原循环性能,利于NH₃和NO吸附和转化及相互间反应。高温时,H₂O影响轻微,而SO₂增强催化剂酸性,提高脱硝活性。低温时,H₂O和SO₂抑制NO吸附和转化活化,导致硫铵盐累积和活性位转变为硫酸盐使催化剂失活。因此,提高抗H₂O、抗SO₂性能是低温脱硝催化剂研发的重要方向。而发展在线升温等再生工艺以解决硝酸盐或含硫化合物导致的失活问题,对保障低温脱硝系统长期稳定运行具有重要意义。