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。

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。

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。

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。

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。

超低温脱硝催化剂的抗水/硫/硝铵中毒研究进展

氮氧化物(NO_(x))的深度减排是我国大气环保领域的一项紧迫任务,以氨为还原剂的选择性催化还原(SCR)是工业烟气NO_(x)治理的主流技术。随着脱硝重心由燃煤电厂向钢铁、水泥等非电行业转移,脱硝催化剂的工作温度也出现低温化发展的转变趋势,特别是经湿法或半干法脱硫处理后,烟温多低于150℃。在此背景下,如何实现脱硝催化剂的长效稳定运行是SCR技术应用面临的一项严峻挑战。温度降低不仅会加剧水、硫中毒失活,还容易产生新的硝铵盐沉积问题。从温度降低带来的脱硝催化剂性能变化出发,在对不同干扰物种(H_(2)O、SO_(2)、NH_(4)NO_(3))诱导催化剂失活及其特征作简要介绍的基础上,重点从脱硝催化剂结构调变、组合净化工艺选择以及反应气氛调控等角度,对现有抗水/硫/硝铵中毒策略进行归纳总结,并探讨其抗中毒机理。最后,结合实际应用需求,对超低温脱硝催化剂抗中毒研究的未来发展方向进行了展望。

落砂法检测平板式烟气脱硝催化剂耐磨特性的研究及应用

平板式脱硝催化剂的耐磨特性是评价其机械性能的一项关键指标。为实现对该性能的准确测定,设计开发了一种落砂试验方法及装置,利用一定质量磨料自由落体产生的冲击力,对催化剂样品表面产生冲刷作用,并造成质量损失,由此实现对于样品的耐磨特性的评价。经研究论证,优选试验参数采用粒径为0.300~0.425mm的S30408不锈钢砂为磨料,设置磨料的下落高度为2.0 m,磨料的添加速率为0.4kg/min,磨料消耗量为4.0kg,能够获得显著且稳定的检测结果。经与传统旋转橡胶砂轮试验方法进行比对,验证了所开发的落砂试验方法的合理性和可行性,且能够更加有效地区分不同品质催化剂在耐磨特性上的差异。

ICP-AES测量脱硝催化剂中五氧化二钒的不确定度分析

对电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AE)测定脱硝催化剂中五氧化二钒的不确定度进行评定,分析测量过程中不确定度产生来源,从试样称量、试样消解方式、标准溶液配制、工作曲线、测量重复性、摩尔质量等产生的不确定度分量进行分析计算,最后计算方法合成不确定度及扩展不确定度。结果表明,测量结果的最大不确定度来源为标准溶液配制过程(约43%)、试样重复测量(23%)及标准曲线变动(24%)所引入的不确定度,在测量过程中应重点关注和控制。当脱硝催化剂中五氧化二钒含量为2.00%时,方法扩展不确定度为0.032%,包含因子k=2,置信概率为95%。

某水泥窑用烟气脱硝催化剂运行状况分析

某规模为5000 t/d的水泥熟料生产线SCR脱硝装置运行8000 h后,从反应器内取出脱硝催化剂测试块,对每一层测试块样品的几何尺寸、外观、微观结构、化学成分、微量元素、机械强度和工艺性能等项目进行测试,并将运行样品的各项性能检测结果同新催化剂进行对比,分析了脱硝催化剂运行样品性能指标变化趋势及产生的原因,总结了脱硝催化剂性能衰减规律,对水泥窑用脱硝催化剂的运行与管理提出了建议。

脱硝催化剂的研究现状与进展

脱硝催化剂是用于减少工业和能源生产中产生的氮氧化物(NOx)废气的催化剂。最新的研究主要集中在提高催化剂的活性、稳定性和选择性,以降低NOx排放并减少对环境的不利影响。本文主要介绍了目前脱硝催化剂的研究现状与进展,以期为相关研究提供一定的参考。

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TiO_(2)改性活性炭,充分利用活性炭和TiO_(2)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、TiO_(2)/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SO_(2)通入6h后,脱硝效率不低于85%。

碱/碱土金属对燃煤电厂SCR脱硝催化剂活性影响研究

本研究以工业V-W/Ti脱硝催化剂为研究对象,采用浸渍法制备不同K、Na、Ca、Mg负载量的中毒催化剂,结合催化剂物化性能表征和催化剂活性评价,探索碱金属、碱土金属对工业SCR脱硝催化剂活性的影响机理及规律。结果表明:催化剂发生碱金属、碱土金属中毒后其活性下降程度与V_(2)O_(5)含量呈正相关关系。K、Na、Ca、Mg对催化剂活性的抑制强度由大到小排序为:K>Na>Mg>Ca。找出催化剂活性与碱金属、碱土金属元素浓度之间的定量关系,并绘制出催化剂活性衰减曲线。碱金属、碱土金属中毒不会改变催化剂的结晶状态和微观形貌,对催化剂的孔结构影响较小,但是会较为明显地削弱催化剂的酸性和还原能力,这是引起催化剂活性下降的关键因素。探究碱金属、碱土金属K、Na、Ca、Mg对工业脱硝催化剂活性的影响机理及规律对于燃煤电厂新鲜催化剂的检测与在役催化剂的运行诊断,制定及时合理的催化剂更换、再生等全寿命管理方案具有重要指导意义。

水泥行业烟气中重金属铊对脱硝催化剂的影响

水泥行业烟气排放标准越来越严格,水泥企业超低排放改造正在进行,脱硝改造过程中也遇到了一些问题。本文通过对在某水泥厂使用过的脱硝催化剂分析发现,经过水泥烟气和粉尘冲刷,催化剂表面和内部积累了一定的毒性物质铊,由于重金属铊占据了催化剂酸性位,从而造成的催化剂失活速率加速,导致催化剂寿命骤然降低。

SCR脱硝催化剂领域数字化改造的探索和应用

随着数字科学不断取得重大突破,数字驱动的方式已然贯穿工业领域的各个生命周期,传统工业的工作方式产生了信息化的革新。SCR脱硝催化剂是脱硝环保的最有效技术之一,但该行业当前数字化水平较低,数字化改造已成为亟待解决的问题之一。以SCR脱硝催化剂的数字化改造需求为切入点,总结数据采集技术、状态监测技术、异常预警技术、决策辅助技术、智能控制技术在工业数字化的应用场景,从设计环节、生产环节、管理环节、服务环节梳理新型数字技术带来的创新型应用,分析工业数字化改造面临的机遇与挑战。

燃煤电厂SCR脱硝催化剂活性预测研究

在实现“双碳”目标进程中,燃煤电厂调峰运行越发常态化。在此背景下,确保SCR脱硝催化剂的活性预测变得至关重要,其对于电厂的经济效益和安全运行具有深远影响。本文旨在通过先进的数据处理和神经网络技术,提高SCR脱硝催化剂活性的预测精度。首先,采用异常值处理和稳定性分析对实际运行数据进行了预处理,其中箱线图方法较3准则更适合处理实际数据的异常值。随后,通过滑动窗口法剔除非稳定数据,为神经网络模型的建立提供了优质的数据基础。其次,运用主成分分析(PCA)、特征筛选和聚类分析等多种数据降维和特征提取方法,进一步提升了数据质量。在此基础上,建立了神经网络模型,并通过不同数据优化方法对比分析了模型性能。研究结果表明,基于特征筛选的样本数据构建的神经网络模型在催化剂活性预测的测试误差最小,并能合理反应催化剂失活规律,证实了此模型能够有效预测催化剂剩余寿命,为燃煤电厂调峰运行中SCR脱硝催化剂管理提供了强有力的技术支撑。

脱硝催化剂再生废水处置及回用工艺研究

近年来,国内外普遍使用选择性催化还原SCR技术还原烟气中的氮氧化物,以达到减少排放的目的。而脱硝催化剂作为SCR技术的核心,投入使用过程中极易出现失去活性现象,此时,需要对其进行再生处理,从而有效提升资源利用率。但是,脱硝催化剂再生过程中会产生大量废水,极易对环境造成污染。因而,应从多种角度出发,结合再生废水性质选择最佳处置及回用工艺,实现再生废水的循环利用,有效保护周围环境。本文就脱硝催化剂再生废水处置及回用工艺展开一系列论述,首先介绍了工程基本信息,然后具体阐述了脱硝催化剂再生废水特性、回用的必要性以及脱硝催化剂再生废水处置及回用工艺,以期能够为类似人员工作提供有益参考。