烟气催化脱硝装置对多环芳烃排放特性的影响

通过对装有选择性催化还原(SCR)脱硝装置的燃煤锅炉排放烟气中的多环芳烃(PAHs)进行测试,分析比较了工业锅炉排放的PAHs经过SCR脱硝装置前后的排放特性变化。实验结果表明,烟气催化脱硝装置促进了PAHs含量的增加,特别是低环多环芳烃含量的增加,并提高了其毒性当量,但对PAHs在气相与颗粒相的分布影响不大。

氧化铝焙烧炉烟气低温催化脱硝研究

氧化铝焙烧炉排烟温度在140~180℃,本文采用低成本锰盐为原料制备出新型锰基低温脱硝催化剂,在最优合成条件下制备的锰基催化剂在模拟烟气100℃条件下,脱硝率大于75%,150~300℃范围内脱硝率保持在90%以上。

稀土尾矿催化脱硝可行性实验研究

采用X射线荧光光谱分析仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对稀土尾矿进行表征分析发现,稀土尾矿所含元素较多,矿物与矿物间嵌布关系复杂。针对稀土尾矿的特性,利用立管炉对稀土尾矿催化脱硝性能进行测试。结果表明:NO转化率随着反应温度和气体停留时间的增加而增加,且固定床反应器NO转化率要高于鼓泡床反应器NO转化率。当反应温度为800℃时,NO转化率达98.7%。利用拟薄水铝石和稀土尾矿为原料进行研磨焙烧制备脱硝催化剂。稀土尾矿总量不变,随着拟薄水铝石质量的增加,NO转化率也相应增加。当反应温度为600℃时,拟薄水铝石与稀土尾矿质量比为1∶2的催化剂比纯稀土尾矿的NO转化率提高15%。热力学计算结果表明,含铁量较多的稀土尾矿用于CO还原脱硝是可行的。

燃煤电厂选择性催化脱硝工艺的实践与探讨

介绍了选择性催化脱硝工艺在燃煤电厂氮氧化物污染控制工程中应用的工作原理、工艺流程、设计参数,并重点介绍了该工艺在燃煤电厂实际运行中的脱硝效果和注意事项。

活性焦超低温催化脱硝及原位热再生实验研究

超低温催化脱硝是具有烟气成分简单、能耗低、阻力小等优点的新型脱硝工艺,而活性焦在超低温催化脱硝方面发挥重要作用,因而针对活性焦在不同气氛下的超低温催化脱硝及原位热再生实验研究,可为提升超低温催化脱硝性能提供技术支撑。利用微型固定床实验装置研究超低温(≤130℃)下不同气氛(氧化和还原)对活性焦脱除NO性能及热再生中NO_(x)气体的影响规律与原位热再生机理。结果表明:活性焦在实验条件下脱除NO过程中,出口NO体积分数曲线随时间延长呈逐渐上升趋势,表明活性焦样品中的活性位不断被占据。其他条件不变,还原气氛下NO吸收量是氧化气氛的数倍,说明还原气氛更有利于活性焦对NO的脱除;温度越低,还原气氛与氧化气氛的NO脱除量差距越大,活性焦对NO的脱除性能越强。超低温氧化气氛下,活性焦对NO的脱除过程除存在吸附作用外,还存在催化氧化作用,可将NO氧化为NO_(2),并将NO_(2)吸附于活性焦孔隙表面,吸附态NO_(2)发生歧化反应,生成NO_(3)。催化氧化脱硝后的活性焦在原位热再生过程中,氧化生成的高阶NO_(x)受热又分解为NO。超低温氨气还原气氛下,除了发生NO催化氧化反应外,在还原剂NH_(3)的作用下,活性焦表面还发生NO催化还原反应,推测有部分NO的氧化产物与NH_(3)进一步反应生成硝酸铵,该3种反应是相互影响促进的关系。催化还原脱硝后的活性焦经原位热再生,催化氧化产物以NO形式释放,同时硝酸铵盐产物部分分解为N_(2)和H_(2)O。因此,还原气氛脱硝后热再生气中NO释放量与吸收量的比值比氧化气氛脱硝后的要小。随脱硝温度升高,数值随之增大,说明在实验条件下温度越高,催化还原占比越大。

燃煤电厂催化脱硝技术在我国的应用

燃煤电厂催化脱硝技术,是目前发达国家普遍采用的减少NO排放的方法,应用较多的是选择性催化还原法和选择性非催化还原法。而在我国,大多数燃煤电厂采用以纯氨作为还原剂的选择性催化还原脱硝技术,极少数采用以尿素作为还原剂的选择性非催化还原脱硝技术。

光催化脱硝专利技术浅析

通过检索国内大量专利文献,对光催化脱硝相关专利技术进行了统计分析。脱除环境中的氮氧化物是目前空气净化的重点工作,介绍了国内光催化脱硝专利技术的发展和研究现状。

CTAB改性钒硅分子筛对CO-SCR低温催化脱硝性能的影响

为了提高NO-CO低温选择性催化还原(SCR)的脱硝性能,寻找新的催化剂成为脱硝领域的重点。采用水热法制备钒硅酸盐AM-6,并加入表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)改性,考察CTAB不同添加量对AM-6形貌、组成结构以及选择性催化还原(SCR)性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱分析(XPS)等对催化剂性能进行表征。结果表明:添加CTAB未引入其他杂质元素,当CTAB与V比例为1∶4时,合成的AM-6(1/4CTAB)形貌更加规整,晶体结构良好,V^(5+)/V^(4+)比例较为均衡,150℃时脱硝率达到81.54%,相比于AM-6脱硝活性达到80%的温度约降低50℃。

废烟气脱硝催化剂中TiO_(2)资源化回收实验研究

采用高温碱浸和酸洗的方法对废选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂进行处理,研究碱浸和酸洗对催化剂各组分的浸出效果,考察温度对催化剂浸出行为的影响规律。结果表明,碱浸温度的提高促进V和W的浸出,210℃时V和W的浸出率分别为82.38%和74.92%。经高温碱浸和酸洗处理后,Al、Ca、Na等杂质的最高浸出率均可达98%以上,回收TiO_(2)的纯度较高,可用于生产新催化剂。高温碱浸会破坏催化剂的结构,有利于后续HCl处理对杂质的去除,除杂效果优于直接酸洗处理。高温碱浸过程中会生成Na_(2)TiO_(3),经HCl反应并水解后会形成新的TiO_(2)颗粒,形成更多的小孔,比表面积增大。

氟碳铈矿除Ca、Si制备脱硝催化剂及其脱硝性能的研究

包头混合稀土精矿是氟碳铈矿(CeCO_(3)F)和独居石(CePO_(4))的共生矿物,结构复杂,难以分解,且Ca、Si杂质嵌布在矿物表面,影响了稀土矿物的脱硝活性,因此在使用天然矿物作为催化剂之前,有必要对其进行除杂预处理。采用酸浸固氟焙烧方案将氟碳铈矿制成脱硝催化剂,具体工艺为:第一步,HCl除Ca,HCl浓度为6mol/L,氟碳铈矿与NaCl(固氟剂)质量比为1∶5,混合并搅拌12h后于500℃下焙烧2h;第二步,HF除Si,HF浓度为13mol/L,除Ca后粉末与NaCl质量比为1∶5,混合并搅拌12h后于500°C下焙烧2h。氟碳铈矿除Ca、Si后制备的催化剂中Ca含量降至1.85%,Si含量降至0.17%,稀土元素含量相比原矿提高了约22%。氟碳铈矿除Ca、Si后,表面形成了发达的孔结构,比表面积增大,活性元素增多,且部分Ce的价态由+3价转变为+4价,还形成了晶格氧,这些组织结构的变化为催化剂脱硝过程提供了更多的氧化还原中心,使得催化剂脱硝性能显著提高。因此,用除杂后的氟碳铈矿作脱硝催化剂比直接用天然矿物具有更大的优势。

溶胶凝胶法铈锆锰基脱硝催化剂制备及性能

为了提高铈锆基脱硝催化剂的低温脱硝性能,采用溶胶凝胶法和溶胶凝胶法+浸渍法制备了一系列铈锆锰基脱硝催化剂,通过XRD、XPS、N_(2)-吸附脱附、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR、SEM/EDS等手段对催化剂进行了表征,对催化剂的脱硝性能进行了评价。结果表明:在100~350℃温度范围内,空速为220000 h^(-1)的条件下,采用溶胶凝胶法制备的CZM-0.2催化剂展现出最好的低温脱硝性能;CZM-0.2催化剂优异的低温脱硝性能主要与其较好的Mn分散度、较高的Mn^(4+)含量、较强的低温还原性能(MnO_(x)的逐步还原)和较多的弱酸位点有关。

废低温脱硝催化剂热处理除硫铵盐研究

废低温脱硝催化剂表面被硫酸氢铵覆盖,会严重影响脱硝催化剂的使用活性,而且在再生水洗过程中,硫酸氢铵会影响废脱硝催化剂的物理强度。由此,本文研究了在水洗前增加高温煅烧工艺,去除废低温脱硝催化剂中的部分硫酸氢铵,以保证废低温脱硝催化剂再生的顺利进行。

废SCR脱硝催化剂碱性浸出液制备白钨精矿工艺研究

目前,通常采用氢氧化钠碱浸法从废SCR脱硝催化剂中提取钨,得到含钨碱性浸出液。该浸出液中除钨之外还含有钒、硅、硫等杂质元素,并且由于溶液碱浓度较高,传统的萃取和吸附方法难以实施,传统盐酸中和-氯化钙沉淀法则会引入Cl-导致设备腐蚀。本文提出了一种新的硫酸镁脱硅-氧化钙沉淀工艺,进行除硅沉钨,制备白钨精矿。在硫酸镁脱硅过程中,通过使用硫酸来调节体系pH值为11,在镁硅摩尔比为0.9的条件下,可达到97.6%的硅脱除率。利用氧化钙将脱硅液沉淀生产白钨精矿,在钙钨摩尔比为1.1、温度108℃沸腾的最佳工艺条件下,得到的白钨精矿产品中WO3含量达到74.69%,硫含量为0.90%,硅含量为1.00%,满足YS/T 231—2015白钨精矿一级品标准。该工艺实现了废SCR脱硝催化剂碱性浸出液中钨的高效回收,同时避免了传统盐酸中和-氯化钙沉淀制备白钨精矿过程中引入Cl-可能导致设备腐蚀的问题。

Ni_(0.09)Ti_(0.91)O_(2)纳米管负载铜的催化脱硝性能和机理

随着氮氧化物危害的日益加剧,脱硝催化剂的发展已成为对其进行治理的关键因素。本实验通过水热、煅烧两步法制备了Ni_(0.09)Ti_(0.91)O_(2)纳米管负载铜的脱硝催化剂,研究了该类催化剂的结构和脱硝性能。采用N2物理吸附、X射线衍射、扫描电子电镜、透射电镜等方法确定了催化剂的结构,Ni_(0.09)Ti_(0.91)O_(2)纳米管为锐钛矿结构,铜原子团簇分布在纳米管表面,氮气吸脱附实验测定Ni_(0.09)Ti_(0.91)O_(2)负载铜前后的比表面积分别为263.51和216.54 m2·g^(-1),纳米管表面铜分散均匀,提高了其催化脱硝性能,Ni_(0.09)Ti_(0.91)O_(2)纳米管负载7%(质量分数)铜催化剂的脱硝效率接近100%,而且具有良好的抗中毒性能。原位漫反射红外光谱测试表明其NH3-SCR过程遵循L-H机制,作为对比同时研究了Ni_(0.09)Ti_(0.91)O_(2)纳米颗粒负载铜的脱硝性能。Ni_(0.09)Ti_(0.91)O_(2)纳米管负载7%铜催化剂具有最好的脱硝和抗中毒性能,显示出良好的应用前景。

混合酸浸法回收废脱硝催化剂的研究

为提高废脱硝催化剂中钒的浸出率,将草酸和硫酸配制成混合酸,进行了废脱硝催化剂在混合酸下的钒浸出研究,考察了不同温度下混合酸的浓度配比对钒浸出率的影响。结果表明:以0.6 mol/L草酸+3 mol/L硫酸的混合酸作为浸出剂时,废脱硝催化剂中钒的浸出率达81.91%。在优选工艺下得到的浸出渣粉体的主要成分为锐钛矿型TiO_(2),在富集TiO_(2)的同时浸出渣的比表面积提高18.3%,钛钨含量占比为91.8%,可作为制备催化剂的原材料循环使用。

脱硝催化剂碱(土)金属中毒机制及抗中毒方法研究进展

氮氧化物作为多种燃烧过程的副产物,长期以来对环境和人类健康产生了不利影响。为了从源头上减少氮氧化物的排放,选择性催化还原(SCR)脱硝技术因其高效成熟的技术特性而被广泛应用。然而,在燃烧过程中产生的碱金属和碱土金属会对SCR催化剂产生不利影响,导致脱硝性能下降。因此,深入研究碱金属对SCR催化剂的中毒机理和抗中毒策略对于延长催化剂的使用寿命并降低运行成本至关重要。系统梳理了碱金属对多种SCR催化剂中毒的机理,并总结出碱金属主要通过化学中毒和物理中毒过程影响催化剂的性能。同时,概述了提升SCR催化剂的抗碱金属中毒能力的相关研究进展,包括催化剂改性、合理设计催化剂结构以及有效利用催化剂载体等方法。在综合考虑催化剂实际应用场景的基础上,阐释了烟气中碱金属与SO_(2)、重金属等成分对催化剂的共同毒害影响,并展望了催化剂的协同抗性研究。

混合酸浸出废脱硝催化剂中钒的动力学研究

钒钛系脱硝催化剂由于长期运行在火电厂高温烟气中,活性会随着运行时间的延长而逐渐下降,使用寿命一般为3~4 a。其中约60%的脱硝催化剂受物理结构破损、机械性能下降等因素影响而不具备再生价值,需作报废处理。对其中有价金属元素的提取是实现报废脱硝催化剂高效资源化利用的重要方式。本文针对无机与有机混合酸溶液回收废脱硝催化剂中钒的过程,分析了浸出过程中的动力学模型,采用宏观动力学的研究方法,探究了浸出过程的控制类型。结果显示,硫酸-草酸混酸浸出废脱硝催化剂中钒的过程为典型的液-固相非催化反应类型,动力学模型为未反应核缩减模型。浸出过程中钒的动力学控制类型为表面化学反应控制,可用动力学方程来拟合,拟合直线的线性相关系数大于0.98,具有很好的线性相关性,该过程的反应活化能为4.53 kJ/mol。

催化剂结构对SCR脱硝性能影响分析

为评估新能源大规模并网下,煤电机组频繁调峰引起选择性催化还原(selective catalytic reaction,SCR)脱硝装置氨逃逸率的变化问题,通过MATLAB编程方法构建SCR脱硝三维数值模型,就催化剂结构参数对脱硝性能的影响进行了研究。结果表明:催化剂孔节距对脱硝效率及氨逃逸率影响显著,反应温度为629.15K时,催化剂孔节距从6 mm增加到12 mm,SCR脱硝效率由72.63%降到51.04%,氨逃逸率由9.76%上升到25.1%;SCR脱硝性能随催化剂长度增加而增强,反应温度为639.15 K时,催化剂长度从300 mm增加到1000 mm,脱硝效率由36.23%上升至69.05%;氨逃逸率由51.15%降低至8.90%。电厂负荷下降有利氨逃逸率降低,负荷从550 MW降低至330 MW脱硝效率由67.71%上升至73.28%,氨逃逸率由1.1%降低至0.14%。煤质劣化使氨逃逸率上升,煤质热值由16747.2 J下降至15491.16 J脱硝效率由71.14%上升至71.73%,氨逃逸率由1.47%上升至1.72%。

宽温稀土基SCR脱硝催化剂研究进展

氮氧化物(NO_(x))是雾霾、酸雨和臭氧的重要前体物,燃煤电厂等固定源和柴油车等移动源的烟气脱硝迫在眉睫。氨气选择性催化还原技术(NH3-SCR)是目前最有效的烟/尾气脱硝技术。为满足NO_(x)排放标准,NH3-SCR催化剂需在较宽温度范围内具有高效的脱硝活性和稳定性。稀土材料因独特的电子结构,可调节的表面酸性和氧化还原性,在脱硝领域应用前景广泛。综述中低温及中高温稀土基金属氧化物SCR脱硝催化剂最新研究进展,分子筛SCR脱硝催化剂制备方法,包括离子交换法、一锅法及绿色合成法,并总结了目前宽温SCR催化剂的研究热点及挑战。

活化半焦负载Fe掺杂TiO_2光催化烟气脱硝的研究

利用溶胶-凝胶法制备了活化半焦负载Fe掺杂TiO2的光催化剂,分别在紫外和可见光下考察了其对模拟烟气的光催化氧化脱硝效果。实验结果表明,Fe掺杂后的光催化剂在紫外和可见光下较未掺杂的光催化剂氧化脱硝率分别提高了15%和10%,结合XRD和FT-IR分析可知,Fe元素以取代掺杂的方式进入TiO2晶格中,并形成光生电子和空穴的捕获陷阱,有效延长了光生载流子的分离,从而使得参加光催化反应的光生载流子数量增加,进而提高了紫外光催化脱硝活性并扩展了可见光的响应。