煅烧气氛对高V_(2)O_(5)含量V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍—煅烧法制备了高V_(2)O_(5)含量的V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂,考察了煅烧气氛对催化剂性能的影响。结果表明:煅烧气氛对催化剂的化学组成影响不大;向煅烧气氛中引入O_(2)和H_(2)O可增大催化剂的比表面积和孔体积;N_(2)气氛下煅烧制备的催化剂,活性组分易团聚,导致还原性差,同时酸性和化学吸附氧含量最低,故其脱硝性能最差;催化剂的还原性、酸性、化学吸附氧含量随煅烧气氛中O_(2)含量增加而提高,脱硝性能也随之提高;于5%(φ)H_(2)O-空气气氛下煅烧制得的催化剂,在还原性、酸性和化学吸附氧含量的综合作用下,200~400℃的脱硝效率最高,N_(2)O生成量最少,同时SO_(2)转化为SO_(3)的转化率也最低。

Mo对平板式V-Mo/Ti脱硝催化剂活性及SO_(2)氧化性能的影响

在工业脱硝催化剂生产线上制备不同MoO_(3)含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂,通过XRF、XRD、N_(2)吸附-脱附、Raman、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、SO_(2)-TPD、TG和耐磨强度对催化剂物化性质进行分析。在固定床反应器中考察催化剂的脱硝活性,并研究MoO_(3)含量对催化剂SO_(2)氧化性能的影响。结果表明,提高催化剂中MoO_(3)含量,对催化剂的晶型、孔结构影响较小,对催化剂单板的机械性能有一定的负面影响。相比V-Mo(3)/Ti催化剂,V-Mo(5)/Ti催化剂的酸性变化不大,还原性能提升,具有更好的脱硝活性。当MoO_(3)含量达到质量分数6.98%时,催化剂的总酸量明显降低,导致脱硝活性下降。提高催化剂中MoO_(3)含量造成脱硝反应过程中副产物N_(2) O生成量的增加,但较高的MoO_(3)含量可以有效减少催化剂对SO_(2)的吸附,减少脱硝反应过程中硫酸氢铵的生成。综合来看,V-Mo(5)/Ti催化剂显示了最佳的反应性能。

水热处理对Cu/SSZ-39脱硝催化剂性能的影响

采用离子交换法制备了Cu/SSZ-39催化剂。随后,对催化剂进行不同温度下的水热处理。采用XRF、XRD、SEM、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS和NH_(3)-TPD表征,分析了催化剂的成分、结构、形貌等性质。随后,在固定床微型反应评价装置上测试了催化剂的脱硝活性。结果显示,水热处理对Cu/SSZ-39催化剂的成分、晶型、形貌和孔结构影响较小,但会导致催化剂上Cu物种的结构和催化剂的酸性改变。650℃水热处理后,催化剂上部分Cu(OH)^(+)-Z物种转变成了CuO_(x)物种和Cu^(2+)-2Z物种。进一步提升水热处理温度至750℃,催化剂上更多CuO_(x)物种生成,同时催化剂的酸性下降。因此,经650℃水热处理后,催化剂的脱硝活性略低于新鲜催化剂,而在750℃下水热处理后的催化剂却显示了最低的脱硝活性。

不同载体对Cu基脱硝催化剂性能的影响研究

文章以TiO_(2)、ZSM-5和SSZ-39为载体制备了Cu基脱硝催化剂,采用XRD、N_(2)-吸附脱附、H2-TPR、XPS、NH3-TPD、NH3-DRIFTS等表征手段分析催化剂的物理化学性质,通过固定床微型反应器对比3种催化剂的脱硝活性,并考察了Cu/SSZ-39催化剂的抗SO_(2)、H_(2)O性能。结果表明:Cu/TiO_(2)催化剂的比表面积低、活性组分含量少、Oα/(O_(α)+O_(β))比率低、酸量和酸强低,导致该催化剂的脱硝活性较差。以分子筛为载体所制备的催化剂(Cu/ZSM-5和Cu/SSZ-39),体现了更好的脱硝活性。其中,Cu/SSZ-39催化剂的还原性能和酸量相对较高,催化剂的脱硝活性优于Cu/ZSM-5催化剂。此外,Cu/SSZ-39催化剂还体现了较好的稳定性,在含SO_(2)、H_(2)O气氛下,连续运行60 h,脱硝效率保持稳定。

水热处理对V-W/Ti脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了V-W/Ti脱硝催化剂,随后对催化剂进行了不同温度(550℃和750℃)下的水热处理。分析了V-W/Ti催化剂在水热处理前后的晶型、孔结构、价态、酸性等性质的变化,并考察了催化剂的脱硝活性的差异。结果表明:水热处理不会改变催化剂的晶型,但会导致TiO_(2)晶粒的团聚。适宜的水热处理温度(550℃),对催化剂孔结构、酸性的影响较小,同时可以促进催化剂上聚合钒、化学吸附氧含量的增加,有利于催化剂脱硝活性的提升。相比之下,过高的水热处理温度(750℃),会导致催化剂比表面积、孔容、酸量的显著下降。因此,V-W/Ti-750催化剂的脱硝活性较低,且N2O生成量较高。

不同载体对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能影响研究

选用了两种比表面积的TiO_(2)制备了V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、H_(2)-TPR、Raman、NH_(3)-TPD、O_(2)-TPD、SO_(2)-TPD对不同催化剂的物理化学性质进行了分析。通过固定床微型反应评价装置,对不同催化剂的脱硝性能进行了考察。通过全尺寸脱硝催化剂中试评价装置,对比了不同催化剂的SO_(2)/SO_(3)转化率。结果显示:V-Mo/Ti脱硝催化剂中,当小比表面积TiO_(2)-A和大比表面积的TiO_(2)-B的质量比为75:25时,催化剂与全用小比表面积TiO_(2)-A制得的催化剂相比,聚合态钒物种的含量降低,催化剂的还原性能提升,酸性略有下降,催化剂的Oα含量明显增加,表明催化剂的脱硝性能增强。继续增加大比表面积TiO_(2)-B的质量比至50%,催化剂的酸性下降明显,导致催化剂的脱硝活性下降。大比表面积的TiO_(2)-B的用量增加可以降低催化剂的SO_(2)/SO_(3)转化率。总体而言,当小比表面积TiO_(2)-A和大比表面积的TiO_(2)-B的质量比为75:25时,制备的V-Mo/Ti脱硝催化剂展示了较优的脱硝效果。

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。