蜂窝状V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3／TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（[NH3]／[NO]、水蒸气等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO，的氧化率和氨逃逸量的影响。研究结果表明，自制蜂窝状催化剂在空速比小于3500h^-1、NH3／NO在0．9-1．0、温度320-420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求；低含量（低于2％）水蒸气可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸气对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸气的加入会使NO脱除温度范围拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。

K2O对V2O5-WO3／TiO2催化剂的中毒作用

实验室制备了V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂,采用模拟中毒法,在此催化剂上负载碱金属氧化物K2O,通过BET,XRD,SEM等方法对微观结构进行表征.在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现:K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高;较大含量的K2O(nK/nV=1,摩尔比)使催化剂比表面积有所减少,催化剂颗粒发生轻微团聚,微观结构变化不大,但NO的脱除率小于50%(380℃),N2O的生成率和SO2的氧化率均增加;K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降.

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%～10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355～420℃的温度范围内NO脱除率为80%～85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。

碱金属氧化物对V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

在V2O5-WO3/TiO2催化剂上负载碱金属氧化物(K2O,Na2O),通过BET,XRD和SEM等方法对微观结构进行表征,研究不同含量碱金属氧化物对催化剂脱硝活性、N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现,较大含量的碱金属对催化剂微观结构有一定影响.碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐(如KVO3),改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低.两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O>Na2O.

不同TiO_2载体的SCR脱硝催化剂性能研究

采用分步浸渍法制备了两种脱硝催化剂,它们分别以锐钛型纳米级TiO_2和工业级TiO_2为载体,负载V_2O_5和WO_3在固定床反应器中,研究相同条件下不同载体对催化剂脱硝性能的影响,并通过比表面积测定、X-射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行研究。试验表明,以纳米级TiO_2为载体的催化剂具有较好的性能。

蜂窝状催化剂的制备及其性能评价

在实验室内对蜂窝状V2O5-WO3/TiO2基脱硝催化剂的组成及制备工艺进行了研究,介绍了催化剂的制备过程,包括制备条件、干燥和焙烧时间等,以及催化剂性能测试.微观结构表征和脱硝性能试验结果表明:制备的蜂窝状催化剂比表面积较大,机械强度较好;NO脱除率较高,选择性好;NH3逃逸量及SO2氧化率均能达到商业要求.

蜂窝式SCR催化剂烟气脱硝试验研究

用模具挤出的方法制备了蜂窝式0.98%V2O5-9.65%WO3/TiO2的SCR脱硝催化剂,采用BET、XRD、SEM、XRF等方法对微观结构进行考察。在SCR脱硝试验装置上测试各种条件下催化剂的性能,并与结构类似的商业催化剂进行对比。通过试验发现,在空速比（SV）为4 000 h-1、NH3/NO=0.9-1.0、300-400℃范围内,自制催化剂的NO脱除率、SO2氧化率、N2O生成率和氨逃逸量,与商业催化剂相比性能接近,基本达到商业应用的要求。在水蒸气含量超过5%时对NO脱除率影响不大,因此催化剂适用于实际烟气。试验中未观察到SO2对NO脱除的促进作用。自制催化剂结构强度低于商业催化剂,有待进一步改进。

SO2氧化对SCR法烟气脱硝的影响

实验室制备了V_2O_5-WO_3/TiO_2脱硝催化剂,并通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征,在固定床反应器中以不同的烟气组成研究SO_2对催化剂脱硝性能的影响。结果表明,进气中含有SO_2将降低NO的脱除效率,同时也会减少N_2O的生成,而NO的存在抑制了SO_2催化剂上的氧化。对600 MW电厂的SCR反应进行估算发现,空气预热器中NH_4HSO_4的生成量较大。

WO3对于V2O5／TiO2脱硝催化剂的抗中毒作用

实验室制备了V2O5/TiO2以及添加了不同含量WO3的催化剂,并在催化剂上负载碱金属氧化物K2O模拟中毒。在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2的氧化率的影响。结果发现,K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高。K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降。添加WO3后,K2O对催化剂的中毒作用明显减弱,源于WO3较强的Bronsted酸性对催化剂性能的促进作用。综合考虑认为在V2O5/TiO2催化剂上添加10%左右的WO3抗中毒性能较好。

蜂窝式SCR催化剂的工业制备及性能试验

基于商业催化剂的常用配方制备了0.73%V2O5-7.43%WO3-86.43%TiO2蜂窝式催化剂。主要原料包括:纳米级TiO2,偏钒酸铵溶液,CMC、PEO、乙醇胺、玻璃纤维、SiO2、丙三醇;制备过程包括溶液制备、捏合、练泥、陈腐、挤出、干燥和焙烧等步骤。活性评价和微观检测的结果表明,催化剂比表面积较大,机械强度接近国外类似产品,NO脱除率,NH3逃逸量,SO2氧化率均达到商业应用的要求,连续运行2.0×104 h,活性无明显下降。

海藻酸钠固定漆酶复合淀粉处理模拟印染废水的应用

采用固定漆酶的海藻酸钠-钙离子交联水凝胶球与阳离子淀粉按质量比1∶1形成新型复合吸附剂,用于对模拟刚果红染料废水的研究。考察如吸附剂投加量、反应时间、pH值等条件对模拟印染废水吸附效果的影响。结果表明,在体积50 mL、转速125 r·min^(-1)的条件下,吸附剂用量为0.6 g、吸附时间30 min、pH值在6~7、反应温度为30℃、刚果红溶液初始浓度为100 mg·L^(-1),脱色率达到96.11%,吸附量为164.2 mg·g^(-1)。对比Freundlich吸附等温方程(R^(2)=0.9899)和Langmuir吸附等温方程(R^(2)=0.9982),表明此处理过程等温拟合模型更符合Langmuir吸附模型,为单层吸附。