平板式脱硝催化剂的抗砷中毒性能

选择性催化还原(SCR)是目前应用最广的烟气脱硝技术,其核心为SCR脱硝催化剂。燃煤烟气飞灰中由于As元素的存在会导致催化剂的中毒失活及使用寿命大幅下降,影响SCR系统稳定高效运行。为提升V-Mo/Ti催化剂的抗As中毒性能,制备了不同MoO_(3)质量分数(3%和7%)的V-Mo/Ti催化剂。随后,采用模拟中毒法,制备了As中毒催化剂。通过XRF、ICP、XRD、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD和O_(2)-TPD,考察了新鲜催化剂和As中毒后催化剂的理化性质。通过固定床微型反应评价装置,测试了各催化剂在230~410℃烟气温度区间内的脱硝效率和N_(2)O生成量。结果显示,As会影响V-Mo/Ti催化剂的孔结构,降低催化剂的比表面积、孔容、还原性能、酸性性能和化学吸附氧含量,从而降低催化剂的脱硝活性,并促进副产物N2O的生成。增加MoO_(3)含量,催化剂的孔结构得到改善,比表面积和孔容下降幅度降低,还原性能和表面酸量提升,催化剂的脱硝活性增加。较高的MoO_(3)质量分数(7%)可以减轻As对催化剂的毒化作用。与V-Mo(3)/Ti-As催化剂相比,V-Mo(7)/Ti-As催化剂在230~410℃烟气温度区间内的脱硝效率更高,说明V-Mo(7)/Ti催化剂具备较强的抗As中毒性能。

Ti-Al-Si-O_x脱硝催化剂载体的组分优化及性能研究

采用挤出成型法制备系列Ti-Al-Si-Ox脱硝催化剂载体,评价其NH3选择性催化还原NO的活性。通过正交实验优化Ti-Al-Si-Ox配方,采用液N2-BET、ESEM及XRD分别表征载体的比表面积、孔容孔径分布、微观形貌和固相结构;采用阿基米德法测试载体的吸水率、开气孔率和体积密度。结果表明,当Ti/Al/Si摩尔比为1：0.2：0.1时,Ti Al0.2Si0.1Ox载体NH3-SCR脱除NO活性及轴向抗压碎强度匹配最好。当空速为7200 h-1,载体在450~550℃内NH3-SCR脱除NO效率均〉80%,494℃脱除NO效率达到最大值85.8%;载体抗压碎强度为6.17 MPa,比表面积为89.1 m2/g,开气孔率达63.0%,吸水率达48.3%,介孔最可几分布为8.1 nm,次可几分布为3.7 nm。Ti Al0.2Si0.1Ox脱硝催化剂载体具备优异的性能。

Sn的添加对V-Mo/Ti催化剂脱硝及汞氧化性能的影响

采用共混热解法制备了不同Sn质量分数的V-Mo-Sn/Ti催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附和H2-TPR等手段对催化剂进行表征,并在模拟选择性催化还原(SCR)烟气固定床中考察了不同催化剂的脱硝性能及单质汞(Hg^(0))氧化性能。结果表明,Sn的引入降低了V-Mo/Ti催化剂的比表面积和孔容,但没有改变其晶型。相比V-Mo/Ti催化剂,V-Mo-Sn/Ti催化剂具有较高的还原性能、酸性能、脱硝活性、汞氧化效率以及较多的化学吸附氧含量。此外,HCl具有促进Hg^(0)氧化的作用,含Sn催化剂提升了低HCl状态下的Hg^(0)氧化性能。

In_(2)O_(3)对工业V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了V2O5-MoO3-In2O3/TiO2脱硝催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、NH3-TPD、O2-TPD等技术表征了催化剂的物化性能,通过固定床反应器考察了催化剂的脱硝性能。表征结果表明,In2O3的负载使V2O5-MoO3/TiO2催化剂的比表面积和孔体积略有降低、孔径略有提升,但没有改变V2O5-MoO3/TiO2催化剂的晶型结构及载体的孔道结构。催化剂的脱硝性能评价实验结果显示,In2O3的负载提升了催化剂的还原性能,增强了催化剂的表面酸性,从而提高了催化剂的脱硝活性。In2O3的存在提高了催化剂的抗SO2/H2O蒸气的性能,催化剂的高温抗SO2/H2O蒸气性能优于低温状态下。

Mg对V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

为明确Mg对V-Mo/Ti脱硝催化剂的影响,采用浸渍法向V-Mo/Ti催化剂上负载不同质量分数的MgO。通过XRD、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD等手段,分析了Mg的负载对催化剂物理化学性质的影响,通过固定床微型反应装置考察了不同催化剂的脱硝性能;并采用不同浓度的H_(2)SO_(4)溶液清洗V-Mo-Mg(x)/Ti脱硝催化剂。结果表明:Mg会降低V-Mo/Ti催化剂的还原性能、表面酸性,减少催化剂的化学吸附氧质量分数;Mg的负载降低了催化剂的脱硝性能,在烟气温度为370℃时,V-Mo-Mg(0.9)/Ti催化剂的脱硝效率由65.4%降低到56.8%;采用0.5 mol/L的H_(2)SO_(4)溶液清洗可以有效去除催化剂上负载的Mg,去除效率94%以上。

UV/H2O2高级氧化工艺脱汞试验研究

烟气中的汞污染是燃煤电厂污染源之一,将烟气中的Hg0氧化脱除是脱汞的重要思路。采用光化学鼓泡反应器研究UV/H2O2高级氧化工艺脱汞过程,结果表明,增加UV的功率可以提高Hg0去除率;随着H2O2浓度提高,Hg0去除率先上升后趋于下降;随着Hg0初始浓度提高,Hg0去除率呈下降趋势;而Hg0去除率与溶液体积成正比。该UV/H2O2高级氧化工艺可为燃煤电厂烟气脱汞提供新思路。

UV/TiO2光催化氧化工艺脱汞的试验研究

UV/TiO2光催化技术在TiO2催化剂的作用下可将烟气中Hg^0氧化脱除。利用自制的UV/TiO2氧化试验台研究了影响Hg^0去除率的相关因素,结果表明,在无催化剂和有紫外灯情况下可脱除少量Hg^0;Hg^0去除率随催化剂活性组分含量的增加而上升,但上升速率逐渐下降;在温度(50~200)℃范围内,Hg^0去除率无明显变化;Hg^0去除率随着Hg^0初始浓度的升高逐渐下降;Hg^0去除率随着烟气中氧含量先上升后趋于不变。UV/TiO2氧化工艺脱汞可为燃煤电厂烟气脱汞提供理论指导。

载体酸化对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

分别使用硫酸、磷酸和盐酸对TiO_(2)进行酸化,用于制备V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRF、N_(2)-吸附脱附、拉曼光谱、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、XPS等表征手段对催化剂的物理化学性质进行分析。结果显示:载体的酸化会导致催化剂比表面积的降低,聚合钒物种含量的降低,Oα含量减少。相比V-Mo/Ti催化剂,采用硫酸酸化的TiO_(2)所制备的催化剂酸强度略有降低,还原性能提升,从而催化剂的脱硝性能有所提升。盐酸酸化和磷酸酸化均会导致催化剂的酸性性能和还原性能的下降,对催化剂的脱硝性能有负面影响。4种催化剂中,V-Mo/Ti-S催化剂显示了最佳的脱硝性能,且具有较好的抗SO_(2)、H_(2)O性能。

Sb对V-Mo/Ti催化剂协同脱硝脱汞性能的影响

采用分步浸渍法制备了V-Mo-Sb/Ti催化剂,通过XRD、XRF、N2-吸附脱附、NH3-TPD、H2-TPR、UV-Vis、XPS等手段对催化剂的物化性能进行表征,通过固定床反应器考察了催化剂的脱硝性能及单质汞(Hg0)氧化性能。结果表明,Sb的引入提高了V-Mo/Ti催化剂的比表面积、孔容、表面酸量、还原性能、化学吸附氧含量,从而提升了催化剂的脱硝性能和Hg0氧化性能。此外,V-Mo-Sb/Ti催化剂还表现出较好的抗SO_(2)、H2O性能。

Y改性对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

为提升V2O5-MoO3/TiO2催化剂的脱硝性能,扩展催化剂活性温度窗口,对催化剂进行Y改性处理。采用XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、拉曼光谱、NH3-TPD、XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明,添加0.3%的Y可以增加催化剂上聚合钒物种,提高催化剂V4+/V5+、(V4++V3+)/V5+的摩尔比率,同时,还能增加催化剂上化学吸附氧(Oα)的含量。然而,过量的(0.6%、0.9%)Y会导致催化剂还原性能和酸性性能的显著降低,对催化剂的脱硝性能有负面影响。4种催化剂中,VMo Y(0.3)/Ti催化剂的脱硝活性最佳。

氯氧化处理对Pt-Sn-Na/ZSM-5丙烷脱氢催化剂再生性能的影响

分别采用烧炭法和烧炭-氯氧化法对积炭后的Pt-Sn-Na/ZSM-5丙烷脱氢催化剂进行再生(以下分别简称试样1和试样2)。借用X射线衍射法、透射电子显微镜、H2-程序升温还原法、NH3-程序升温脱附法等分析了催化剂物理化学性质,并在固定床反应装置上,考察了催化剂的丙烷脱氢性能。结果表明:试样1的Pt分散度明显下降;氯氧化处理可有效促进烧炭后催化剂Pt的再分散,并且增加了催化剂表面酸性,因此,试样2的丙烷转化率较高,但丙烯选择性较低;此外,由于氯氧化处理中水蒸气的存在,导致催化剂的机械强度下降,以及Pt-Sn合金的生成,因此,试样2经二次再生后,丙烯收率明显降低。

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V2O5-MoO3/TiO2脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga2O3质量分数的V2O5-MoO3-Ga2O3/TiO2脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示:Ga的添加对催化剂上MoOx物种的影响不大,但降低了催化剂上VOx物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga2O3质量分数为0.2%时,V2O5-MoO3-Ga2O3/TiO2催化剂的脱硝性能最佳。

Cr对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

采用浸渍法将不同含量的Cr_(2)O_(3)负载在工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上,并通过XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR、XPS、N_(2)-吸附脱附、拉曼光谱等手段对催化剂进行表征分析。使用固定床微型反应评价装置对不同催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明:工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上负载Cr_(2)O_(3),对催化剂的孔结构影响较小;V-Mo-Cr/Ti催化剂与V-Mo/Ti催化剂相比具备更多的表面酸量。但由于受Cr_(2)O_(3)的影响,催化剂的还原性能较低,化学吸附氧含量较少。与V-Mo/Ti催化剂相比,V-Mo-Cr/Ti催化剂在250-430℃温度区间内的脱硝效率较低,N_(2)O生成量较多。

Nb改性V-Mo/Ti脱硝催化剂的抗Na中毒性能研究

分别制备了V-Mo/Ti和V-Mo-Nb/Ti脱硝催化剂,对比研究了两种催化剂的脱硝活性和抗Na中毒性能。采用XRD、BET、NH3-TPD、H2-TPR和XPS对催化剂进行表征分析。结果显示:添加Nb可有效抑制催化剂因Na中毒而导致的酸性、还原性下降,以及催化剂表面化学吸附氧的减少。因此,相比V-Mo/Ti-Na催化剂,V-Mo-Nb/Ti-Na催化剂体现了较好的脱硝活性。

酸改性海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂的应用研究

为提升海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂中的应用效果,对海泡石进行酸处理改性。在V-Mo/Ti脱硝催化剂制备过程中分别加入海泡石和酸改性海泡石,采用XRD、N 2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-vis、H 2-TPR、XPS、NH 3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示:酸改性处理有效提高了海泡石的比表面积和孔容,有利于催化剂上活性组分的分散,从而提升了催化剂的还原性能。酸改性前后海泡石的酸性变化,对催化剂的酸性影响较小。相比海泡石,采用酸改性海泡石所制备的催化剂,脱硝效率高,反应过程中N 2 O生成量少。

浸渍液pH值对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响研究

为提升V-Mo/Ti催化剂的脱硝性能,在催化剂制备过程中调节浸渍工艺参数,制备了一系列不同浸渍液pH值的催化剂,采用XRD、N2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-Vis、H2-TPR、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征,考察了pH值的变化对催化剂物理化学性能的影响,采用固定床微型反应器对催化剂的脱硝性能进行评价。结果表明,降低浸渍液pH值,可以抑制催化剂上VOx物种的聚合,提升催化剂的还原性能,有利于提升催化剂的脱硝效率,降低脱硝反应过程中N2O生成量。同时,浸渍液pH值的变化,也会影响催化剂的酸性性能。当浸渍液pH值低于3.64时,催化剂酸性性能显著降低,造成催化剂脱硝性能降低;当浸渍液pH值控制在3.64时,催化剂的还原性能和酸性性能匹配较好,从而显示了较高的脱硝性能。

烟气中Fe_(2)O_(3)对商用V-Mo/Ti脱硝催化剂的性能影响研究

为明确燃煤烟气飞灰中Fe_(2)O_(3)对商用脱硝催化剂的影响,采用浸渍法制备了不同Fe_(2)O_(3)负载量的V-Mo-Fe/Ti脱硝催化剂。通过XRF、XRD、N_(2)-吸附脱附、NH 3-TPD、H_(2)-TPR、XPS等表征手段对催化剂的物理化学性能进行分析。随后,使用固定床微型反应评价装置对催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明,Fe_(2)O_(3)的负载对催化剂的晶型和孔结构影响不大,却能提升催化剂的酸性和还原性能。然而,Fe_(2)O_(3)同时会对催化剂活性位产生覆盖作用,导致催化剂化学吸附氧含量以及脱硝活性的降低。此外,Fe_(2)O_(3)会增加硫酸氢铵在催化剂上的沉积,影响催化剂的运行稳定性。

生活垃圾焚烧多污染物净化处理技术

介绍了焚烧技术作为最普遍的垃圾处理方式得到了国家一系列政策的支持和推广。重点分析了焚烧尾气中二噁英和氮氧化物(NO_x)的净化处理手段。其中,催化过滤(Remedia)技术和选择性催化还原(SCR)技术是净化二噁英和NO_x应用最广的方式,提出了研究新型铈基催化剂协同净化尾气的必要性。

Co对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的影响

为提升工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的低温活性,拓展催化剂的活性温度窗口,对催化剂进行过渡金属元素Co改性。通过浸渍法制备了一系列不同CoO负载量的V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRF、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、拉曼光谱和NH_(3)-TPD对不同催化剂进行表征,分析了CoO对催化剂物理化学性质的影响。通过固定床微型反应评价装置,对不同催化剂的脱硝性能和抗SO_(2)、H_(2)O性能进行测试。研究表明:CoO负载对V-Mo/Ti催化剂的孔结构、晶型影响较小。V-Mo-Co/Ti催化剂上VO_(x)、MoO_(x)物种的结构也与V-Mo/Ti催化剂基本一致。向V-Mo/Ti催化剂上负载适量CoO(质量分数0.28%)后,催化剂的酸性性能提升,还原性能基本不变,催化剂的脱硝活性增加。负载CoO质量分数0.28%的CO-2催化剂在烟温280℃时,脱硝效率达80%以上。继续增加CoO负载量,尽管催化剂的酸性进一步增加,但催化剂的活性组分被CoO覆盖,减少了与反应气体的接触,催化剂脱硝活性下降。研究还发现,负载一定量CoO后,能有效增强催化剂的抗SO_(2)、H_(2)O性能。

酸改性海泡石对V-Mo/Ti脱硝催化剂抗Na性能影响

在V-Mo/Ti脱硝催化剂制备过程中分别加入海泡石和酸改性海泡石,对比了两种催化剂的脱硝性能和抗Na中毒性能。采用X射线衍射(XRD)、N2-吸附脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等对催化剂进行分析。结果表明,采用酸改性海泡石所制备的催化剂,能抑制催化剂因Na中毒所引起的表面酸性和还原性能的下降。因此,该催化剂在Na中毒后,脱硝性能的降低幅度相对较小。