丙烷脱氢装置脱硝催化剂床层压降升高原因分析及对策

对丙烷脱氢装置选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂床层压降升高的原因进行了分析,并提出应对措施。结果表明:引起SCR脱硝催化剂床层压降升高的主要原因是上游设备内保温材料脱落,脱氢催化剂粉尘或铁锈在SCR催化剂模块内的堆积,以及催化剂模块内部堵塞;通过采取对丙烷脱氢装置再生烟气蒸汽发生器内保温材料进行改造,SCR脱硝催化剂进行结构优化,上游脱氢反应器进行粉尘吹扫,SCR催化剂模块彻底清灰等措施,SCR脱硝催化剂床层压降可长期保持在1.5~1.7 kPa。

中温条件下烟气De-NO_x技术的研究现状与发展

中温脱硝(De-NOx)指在炉膛出口以后到尾部受热面之前400～900℃温度区间进行脱硝的技术,具有反应器布置灵活、反应器内温度分布均匀和便于现有装置改造的优点。文中对中温烟气脱硝的研究现状进行了分析、总结与展望。中温烟气脱硝包括中温选择性催化还原(selective catalyticreduction,SCR)法、中温选择性非催化还原(selectivenon-catalytic reduction,SNCR)法、中温干法钙基脱硫剂脱硝技术以及负载金属的活性炭还原法等几种方法。中温SCR法使用分子筛催化剂,依然存在易被H2O、SO2毒化的问题;传统的以氨或尿素作还原剂的SNCR法加入H2、H2O2、烃醇类物质、钠盐或生物质气化气等添加剂可将反应温度降低至中温区,也可用肼类物质、氰尿酸、碳酸氢铵或活化氨基等作还原剂将温度窗口向下移动到中温区;中温干法钙基脱硝需结合脱硫进行,并对还原剂的喷入点有严格要求;中温活性炭还原法负载金属及反应机制尚不明确。综合反应效果及各技术对灰尘的适应性、操作的难易度及经济性,推荐中温SNCR脱硝技术为目前中温脱硝技术工程化方向。

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。

某85000 DWT散货船SCR供气系统设计优化方案

基于还原催化法(SCR)脱硝系统的基本原理,讨论压缩空气供应对SCR系统正常工作的作用。本文以某85 000 DWT散货船主辅机SCR系统为例,研究供气压力不稳定对SCR系统的影响,分析其出现的原因,结合实船应用的工程经验和系统设计的兼容性、经济性,提出改善其压缩空气供应系统优化设计方案建议。

SCR烟气脱硝催化剂生产与应用现状

燃煤电厂排放的氮氧化物控制措施包括低氮燃烧和烟气脱硝。氨选择性催化还原是减少NOx排放行之有效的办法,具有脱硝效率高、氨逃逸率低等特点,是燃煤电站锅炉烟气脱硝的主流工艺。其中催化反应器及其所采用的催化剂是该工艺的核心,脱硝催化剂的生产过程工艺较复杂、技术含量高,对原料品质要求较高。简述了商用选择性催化还原催化剂的组成、催化反应原理与反应步骤,介绍了板式和蜂窝式2种结构形式催化剂的特点,并对主要性能作了比较。提供了国际上各主要生产商的生产能力与应用业绩以及国内对该技术的引进与应用状况。

纳米负载型V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂碱中毒及再生研究

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂。采用浸渍法模拟碱金属中毒,研究了中毒及再生对催化剂脱硝活性的影响,运用XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS技术表征分析了碱金属对催化剂的失活作用。实验表明,碱金属能使催化剂活性降低,钾的毒性大于钠。FT-IR结果显示,催化剂以Lewis酸作为活性酸位。H2-TPR、XPS结果表明,钾的加入降低了催化剂的氧化能力,主要影响了催化剂表面的吸附氧。采用单纯的水洗方法并不能提高催化剂活性,而酸洗再生后催化剂在较高反应温度下活性得到较好的恢复。

选择性催化还原脱氮催化剂的再生及其应用评述

介绍了选择性催化还原(SCR)原理,分析了SCR反应过程中催化剂钝化4种主要原因,总结了目前国内外常用的几种催化剂的失活再生技术,如水洗再生、热再生、热还原再生、酸液处理再生、SO2酸化热再生,同时对酸液处理再生技术进行实验评价。评述了催化剂再生方法的实际应用。

SCR脱硝催化剂对烟气中零价汞的氧化效率研究

采用模拟实验方法,在氧化气氛工况和SCR(选择性催化还原法)工况下,对比研究新鲜的和运行40 000 h的SCR催化剂对零价汞(Hg0)的氧化效率,并结合N2吸/脱附、SEM-EDS、FT-IR、离子色谱法等手段对催化剂的组成及结构进行了表征。结果表明,在氧化气氛工况下(一定的HCl和O2浓度),40 000 h催化剂对零价汞的氧化效率比新鲜催化剂低5%～20%,但是,在SCR工况(氧化气氛下加入NH3和NO)下,氧化效率仅下降5%～10%。运行40 000 h催化剂出现表面颗粒的团聚现像,而且比表面积、活性物质V及V5+=O基团的含量均相对下降;然而,运行40 000 h催化剂的水溶性离子含量(特别是Na+、K+、NH4+、SO42-)要高于新鲜催化剂。这些因素都会影响催化剂表面活性位和内部孔道结构,从而影响到催化剂对于烟气中Hg0的氧化效率。

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。

烟气脱硝技术及其技术经济分析

介绍了SCR、SNCR以及SNCR/SCR联合技术等3种脱硝技术,并引进了对电厂投资脱硝设备决策有重要意义的技术经济分析方法。主要考虑3种脱硝技术的设计参数及对电厂现有设备运行的影响;通过计算年费用、脱除每吨NOx的费用以及排污费、贷款政策对脱氮费用的影响等进行综合比较。将经济学的动态分析模型用于对烟气脱硝装置的经济评价,为电厂进行初步决策和可行性研究提供了依据。

宽工作温度烟气脱硝催化剂制备及反应机理研究

以溶胶-凝胶法制备介孔TiO2载体，采用分步浸渍法制备了V2O5-WO3/TiO2催化剂，借助BET、NH3-TPD、H2-TPR、SEM、活性评价、In-situ FT-IR等手段，考察了催化剂的结构、酸性、还原性、脱硝活性及反应机理等。介孔TiO2载体比表面积为158.6 m2/g，制成催化剂后比表面积略有降低，约为136.7 m2/g。针对模拟烟气在φNH3/φNO=0.8的条件下测试催化剂的脱硝活性温度窗口为250~400 ℃，脱硝转化率达到80%。NH3-TPD和H2-TPR表征结果表明，催化剂在活性温度范围内具有典型的表面酸性位，载体TiO2与V2O5之间存在的相互作用使得V2O5还原温度降低。利用In-situ FT-IR研究NH3和NO在V2O5-WO3/TiO2催化剂表面吸附和氧化的反应过程发现，NH3可同时吸附在L酸位和B酸位，NH3在活性位上氧化脱氢形成NH2物种是SCR脱硝反应的控制步骤。研究NO＋O2＋NH3反应时发现，吸附NH3的催化剂引入NO和O2后，共价吸附的NH3首先消失。选择性催化还原反应发生在吸附态NH3和气态或弱吸附态的NO之间，该反应遵从Eley-Rideal反应机理。

燃煤电厂废弃SCR脱硝催化剂元素回收研究进展

随着选择性催化剂还原法(SCR)脱硝技术在国内的普及以及SCR脱硝工程的大量建设,废弃SCR脱硝催化剂的高效处置已引起了广泛关注,针对高附加值成分的元素回收是较为合理的处置方案。本文总结了目前关于废弃SCR脱硝催化剂3种主要元素Ti、V、W(或Mo)回收的主要技术方案,其中Ti元素的回收主要是通过钠化焙烧法或浓碱浸出法首先分离Ti元素,而后通过酸洗法回收获得二氧化钛;V元素的回收方法主要包括铵盐沉淀法、萃取法和电解法,从而得到五氧化二钒或者偏钒酸铵;W元素的回收方法主要包括钙盐沉淀法、钠盐结晶法和酸沉法,从而得到三氧化钨。在此基础上,对各技术方案进行了比较,为开发高效合理的元素回收技术提供依据,并指出后续研究中还需要优化酸洗法回收Ti元素的酸洗条件以及V、W元素的纯化技术,从而进一步提高回收产品的纯度。

脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝试验研究

脉冲电晕放电对PM2.5具有一定的凝并作用,与直流静电除尘器相结合可以提高燃煤电厂烟气中粉尘的脱除效率,基于脉冲电晕放电还可以将烟气中的NO、SO2氧化成NO2、SO3等易吸收的物质成分,与传统的液相吸收洗涤技术相结合可提高NO、SO2的脱除效率.文中进行了脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝的试验研究,研究了影响NO、SO2转化效率的主要因素.实验结果表明,提高脉冲峰值电压、脉冲频率、脉冲放电电极数目,延长停留时间,降低气体初始浓度有助于提高NO、SO2的转化效率;增加空气湿度可以显著提高SO2的转化效率.在本试验中,当NO、SO2初始浓度为150×10-6左右时,其相应的转化效率可以分别达到70%、90%.

Mn-Ce/AC催化剂低温NH_3选择性催化还原NO的性能

采用浸渍法制备了一系列Mn-Ce/AC催化剂,以NH3为还原剂,通过程序升温反应考察其选择性催化还原NO的催化性能。结果表明,氨氮比和空速对Mn-Ce/AC催化剂的催化活性有一定的影响。n(NH3)∶n(NO)=1∶1,空速为2 000 h-1时活性最佳,在反应温度接近90℃时NO脱除率达到90%,在120～250℃温度范围内,能保持99%以上的高脱除率。Mn-Ce/AC催化剂抗水和抗硫性能良好,在相对较高的温度下,催化剂仍能保持高的脱硝性能;低浓度的SO2对催化剂脱硝性能影响不大,但当SO2浓度上升到1 500μL/L时,NO的最高脱除率只有70%。

金属氧化物类催化剂上HC-SCR研究进展

烃类化合物选择性催化还原氮氧化物(HC-SCR)是一种极具应用前景的烟气脱硝技术,金属氧化物类催化剂因水热稳定性好、中高温催化活性较高而在HC-SCR领域得到广泛研究。该文系统介绍了载体类型、负载金属、制备方式、还原剂、H2O和SO2对金属氧化物类催化剂活性的影响,总结了其HC-SCR反应机理,对金属氧化物类催化剂在HC-SCR技术进一步应用研究进行了展望。

SCR脱硝催化剂宏观性能评估和寿命预测方法研究

针对实际烟气流场和飞灰沉积对选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂寿命预测有较大影响的问题,在对大量现场和实验室测试数据进行研究基础上,提出了用SCR脱硝反应器潜能来表征和衡量实际烟气条件下的催化剂整体宏观性能。结合催化剂活性表征方法,构建了SCR脱硝催化剂宏观性能评估和寿命预测方法,用反应器潜能劣化函数宏观预测催化剂剩余寿命,再通过每层催化剂活性劣化函数,可得到具体的催化剂增加、更换或再生方案。以某1 000 MW机组为例,对NOx超低排放改造方案进行了比选,结果表明:低氮燃烧改造和旧催化剂再生均是提高脱硝装置性能的经济有效方法,二者相结合,效果最佳。

负载型Mn基低温NH_3-SCR脱硝催化剂研究综述

Mn Ox以其良好的低温催化活性成为当前低温NH3-SCR脱硝催化剂研究的热点,负载型Mn基低温脱硝催化剂较好地解决了非负载型低温N2选择性差、易中毒等难题,具有良好的工业应用前景。本文综述了负载型Mn基低温脱硝催化剂的研究现状,从活性组分、载体、制备方法、机理和动力学以及抗H2O、SO2性能5个方面介绍了负载型Mn基低温脱硝催化剂的研究现状,着重阐述了金属氧化物、分子筛、炭基等人工和天然载体负载Mn Ox在制备方法和脱硝活性方面的最新研究成果,简述了Mn基低温脱硝催化剂的催化机理以及动力学研究进展,分析了Mn基低温脱硝催化剂的H2O和SO2中毒机理。指出提高负载型Mn基低温脱硝催化剂的抗中毒性能和再生是今后研究的重点。

Si改性对V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂NH_3-SCR活性和热稳定性的影响（英文）

V_2O_5/WO_3-TiO_2是NH_3-SCR领域应用最为广泛的商用脱硝催化剂,该催化剂具有良好的抗硫中毒性能;但其水热稳定性却相对较差,高温条件下运行会严重失活.这主要是由于锐钛型TiO_2在高温下发生团聚或相变,生成比表面积较小的晶红石型TiO_2,进而导致活性组分V_2O_5和WO_3团聚或挥发.结局问题的关键是提高载体TiO_2的水热稳定性,而添加Al,Zr和Si等元素对TiO_2进行改性则被认为是最有效的方法之一.Si改性的V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后仍然具有较高的比表面积、较多的酸性位和稳定晶体结构,但其作用机理仍不明确.本文分别考察了750oC水热老化处理24h对V_2O_5/WO_3-TiO_2和V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂结构和催化活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、拉曼光谱(Raman)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段研究了Si改善V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热稳定性的原因.结果表明,水热老化后,Si改善的催化剂和载体的比表面积降幅较小.XRD结果表明,Si添加到TiO_2中可形成Ti-O-Si固溶体,固溶体的形成使TiO_2晶界能提高,可防止水热老化过程中TiO_2的团聚和相变,进而提高其水热稳定性.负载V后,Si对载体的稳定作用则更加明显.这主要是因为低熔点的V_2O_5会加剧载体的团聚和相变.结合H_2-TPR和Raman结果可知,V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后发生TiO_2团聚或相变,进而导致活性组分多聚态V_2O_5团聚生成V_2O_5晶粒或Ti-V-O固溶体,而后者对SCR反应活性的贡献非常低;同时,水热老化还使得助剂WO_3从WO_3-TiO_2中脱离出来,因而导致催化剂活性和选择性下降.然而由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂载体具有良好水热稳定性,经水热处理后仍保持着锐钛晶型和较小的晶粒,抑制了活性组分V_2O_5的严重团聚或形成固溶体;同时还使得高分散态V_2O_5轻微团聚形成主要活性组分多聚态V_2O_5,因此催化活性反而提高.另外,由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂中形成了Ti-O-Si固溶体,进而产生更多的酸性位,水热处理后,其酸性位降低幅度较小;而V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂酸性位数量明显减少,这与其载体和活性组分的烧结和相变相关,这也是导致其失活的主要原因之一.

钒钛基SCR脱硝催化剂失活原因分析

针对某燃煤电厂钒钛基选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂失活现象,运用N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、程序升温还原(H2-TPR)分别对新鲜催化剂和已运行30 000h的旧催化剂进行结构表征,并结合SCR脱硝模拟试验考察K、Na、Ca、As等元素对催化剂活性的影响,综合分析SCR脱硝催化剂的失活原因。分析结果表明,催化剂活性降低是多种因素共同作用的结果,其中活性组分流失、碱/碱土金属和砷中毒是导致催化剂活性降低的主要原因,毒性组分中又以As影响最大,Ca、Na次之,K含量的增加在一定程度上造成了催化剂的失活,但影响有限。

铁基催化剂选择性催化还原烟气脱硝特性比较研究

以铁及铁的氧化物为床料,研究了不同催化剂对脱除烟气中氮氧化物效率的影响。实验中分别采用Fe和Fe2O3的混合物、纯Fe2O3及Fe3O4作为催化剂,研究在中低温的范围内烟气脱硝效果。结果表明,铁氧化物对选择性催化还原脱硝均有作用,但Fe2O3的活性更强,脱硝效果更大,在250℃时得到最高为91%的转化率。同时对催化剂进行了X射线衍射分析,初步确定反应的物相,M?ssbauer光谱分析则进一步确定催化剂所处的环境,结果表明两者的分析一致,γ-Fe2O3在选择性催化还原反应中起决定性的作用。