商用SCR脱硝催化剂K_2O中毒后再生:(NH_4)_2SO_4溶液

利用(NH4)2SO4溶液对K2O中毒后烟气SCR(selective catalytic reduction)脱硝商用催化剂活性进行再生。采用湿法浸渍法使催化剂表面负载不同质量K2O,前驱体为KNO3溶液。经过再生工艺处理后,在不同模拟烟气空速及氧浓度条件下均具有良好的活性。进一步利用离子色谱(IC)、N2吸附脱附分析(BET)、扫描电镜及其元素能谱分析(SEM-Maps,EDX)、红外光谱分析(FT-IR)等技术对再生前后催化剂进行表征。结果表明,再生工艺对K2O去除效果明显,有效地恢复了催化剂表面活性位V=O。此外,再生过程没有导致催化剂表面物质的流失及机械强度的降低。

低温NH_3-SCR脱硝催化剂的研究现状与进展

高效催化剂的研制与开发是低温氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)脱硝技术的核心。从活性组分(单一氧化物型、复合氧化物型)和载体(金属氧化物、碳基材料、分子筛)两方面详细介绍了低温NH_3-SCR催化剂,总结了其研究现状,并讨论了其抗水、抗硫性能及失活原因。指出在保证催化剂具有较高活性的同时提高其抗水、抗硫性能,是低温NH_3-SCR催化剂未来研究的重点。

不同方式合成纳米TiO_2载体在SCR脱硝催化剂制备中的应用

通过不同方式合成纳米TiO2,并以此为载体负载活性物质制得1%V2O5-10%WO3/TiO2的SCR脱硝催化剂.纳米TiO2制备方式包括溶胶凝胶法、TiCl4水解法、直接沉淀及均相沉淀法.试验结果表明,用这4种方法制备得到的TiO2均为锐钛型,以均相沉淀法合成的纳米TiO2为载体制得的催化剂具有较高的比表面积及脱硝性能,并表现出明显的活性温度窗口.进一步引入超声作用优化均相沉淀反应条件,结果表明,相比同类型传统方法,超声均相沉淀工艺能够明显提高纳米TiO2产品的比表面积与分散度,缩小二次颗粒尺寸,并使得所制备催化剂脱硝性能得到显著提高,且具有较好的抗水、抗硫特性.

钒钛基SCR脱硝催化剂碱土金属中毒

分别制备了钒钨体系和钒钼体系的新鲜催化剂,并通过浸渍法、固态扩散法与干混法分别制备了碱土金属中毒的催化剂,比较了中毒方法、碱土金属以及催化助剂种类等因素对催化剂脱硝活性的影响,并利用程序升温脱附(NH_3-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)和X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段进行分析。结果表明,3种中毒方法中,浸渍法碱土金属中毒对催化剂毒害作用最大;Ca对催化剂的毒性大于Mg,且钒钼体系催化剂比钒钨体系催化剂具有更强的抗碱土金属中毒性能。碱土金属的存在会降低催化剂表面的总酸量与酸位点的强度,提高催化剂的还原温度,改变活性组分的价态并降低催化剂上表面活性氧的比例。

V_2O_5/TiO_2基SCR脱硝催化剂的制备及其催化性能

采用纳米TiO_2为催化剂载体原料,V_2O_5为催化剂,通过混合、球磨、干燥和焙烧等工艺制备选择性催化还原脱硝法催化剂,研究了催化剂的制备工艺和催化性能。通过差热分析研究催化剂的相变和烧结温度,通过模拟烟气分析装置表征催化剂的催化性能。结果表明,加入V_2O_5可以提高催化性能,以6%V_2O_5-94%TiO_2为配方的催化剂对NO的脱除率达97.15%温度窗口为(300～420)℃。

SCR脱硝催化剂抗砷中毒改性优化与再生研究进展

选择性催化还原(SCR)是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术,催化剂是整个SCR脱硝系统的核心。在实际应用过程中,催化剂存在各种失活问题,其中砷中毒是催化剂失活的重要原因之一。本文详细阐述了SCR脱硝催化剂砷中毒的物理和化学失活机理,其中物理失活是由于As2O3在催化剂表面沉积、氧化造成催化剂孔道堵塞所致,而化学失活是由于砷氧化物破坏催化剂酸位点、改变活性基团形态、降低催化剂氨吸附及氧化还原能力所致。然后,系统介绍了抗砷中毒SCR脱硝催化剂的研发路线以及现有抗砷中毒催化剂优化改进的主要技术手段,主要包括调整催化剂孔隙结构、优化催化剂化学配方和烟气侧砷氧化物吸附固化等,其中MoO_(3)是优选的催化剂活性助剂,金属元素(如Bi、In、Sn、Mg)是主要的抗砷助剂,钙基物质是典型的烟气侧砷氧化物吸附添加剂。最后,对砷中毒废弃催化剂的再生技术进行了简要介绍,包括湿法清洗、热还原法、复合再生等,在实际工业应用中,主要以物理清扫、湿法清洗配合活性组分添加的复合再生方式实现中毒催化剂再生。本文可对未来抗砷中毒SCR脱硝催化剂的研发与优化提供重要支撑。

大型燃煤电站用SCR烟气脱硝催化剂发展概况

介绍了大型燃煤电站SCR脱硝催化剂的国内外发展情况、国家环保政策需求、市场销售预测和发展前景及面临的问题,概述了国内SCR脱硝技术立项研究的必要性。

TiO_2的基本性质对SCR脱硝催化剂制造的影响

针对广泛应用的蜂窝型SCR催化剂的制造过程,分析了主要原材料TiO2的基本性质,如颗粒大小、粒度分布、形状、团聚程度、化学组成和纯度等,以及这些基本性质对催化剂制造过程中混合、挤出、干燥和煅烧等工序的影响。研究结果表明,精细程度非常高的脱硝催化剂制造过程对TiO2的要求是:粒度分布范围较窄或单一,颗粒为球形或等轴形状,在混合工序所要求的pH值条件下团聚程度低以及TiO2的化学组成和纯度指标高。

低温工况下SCR催化剂中毒的分析

低温工况下SCR脱硝催化剂使用寿命短、易中毒,为实现低温工况下SCR脱硝效果稳定达标,延长低温脱硝催化剂的使用寿命,利用X射线荧光光谱对唐山某焦化厂低温SCR脱硝中的钒钛系列催化剂进行测试,分析了低温含硫工况下SCR脱硝催化剂中毒现象。试验表明:在低温含硫工况下SCR催化剂表面主要的中毒物质为硫酸氢铵,硫酸氢铵质量分数为2.8%(热重法),另外表面还存在少量中毒物质CaO,质量分数约0.769%。结合实际工程经验,提出在脱硝反应器进口烟气管道上加装燃烧器升温装置,定期对催化剂表面的硫酸氢铵进行高温分解,从而对催化剂进行在线再生,延长催化剂使用寿命。

Ce改性Fe-Mn/TiO2低温SCR脱硝催化剂硫中毒机理

以Ce改性Fe-Mn/TiO2低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,通过活性测试和一系列表征技术对其低温抗硫性能及中毒机理进行探究。实验结果表明:当烟气中通入SO2体积分数在0.02%以下时,Fe0.1Ce0.07Mn0.4/TiO2催化剂呈现出良好的抗硫性,且停止通入SO2时催化剂的脱硝活性可恢复至初始水平;当通入SO2的体积分数增加至0.04%时,催化剂会发生不可逆失活。表征结果显示:(NH4)2SO4在催化剂表面的沉积和活性组分锰氧化物的硫酸化(生成MnSO4)是催化剂硫中毒的主要原因;中毒后的催化剂比表面积显著降低,氧化还原能力减弱;催化剂Lewis酸的酸性大幅度减弱是催化剂活性降低的重要原因。

Na2SO4中毒SCR催化剂对SO3生成特性的影响

为研究Na2SO4中毒SCR催化剂(V2O5-WO3/TiO2催化剂)对SO3生成特性的影响,采用湿式浸渍法制备w(Na)为3%的Na2SO4中毒SCR催化剂,并通过N2物理吸附/脱附、XRD(X射线衍射)技术、SEM(扫描电镜)、XPS(X射线光电子能谱)分析技术对催化剂的物理化学特性进行表征.结果表明:①随着反应温度的升高,所有催化剂上的SO3生成率逐渐增加.当温度升至490℃时,SCR催化剂上的SO3生成率为0. 85%,而3%Na2SO4中毒SCR催化剂上的SO3生成率高达1. 36%. SO^2-4的存在导致V—O—S增多,从而促进SO3的生成.②随入口ρ(SO2)的增加,SO3生成率呈下降的趋势.当入口ρ(SO2)为1 000 mg/m^3时,3%Na2SO4中毒SCR催化剂上的SO3生成率为1. 02%,而SCR催化剂上仅为0. 60%.ρ(SO2)对SO3生成率的影响主要依赖于温度和催化剂活性位点数等.③N2物理吸附/脱附、XRD和SEM表征结果表明,与SCR催化剂相比,Na2SO4中毒SCR催化剂表面有Na2SO4的积聚,出现了裂纹和大孔隙,催化剂的比表面积和孔容下降,这些变化均不利于催化剂的催化性能;XPS结果表明,Na2SO4的加入提高了表面化学吸附氧含量,降低了活性组分中w(V^4+)/w(V^5+)的值.研究显示,相比于SCR催化剂,Na2SO4中毒SCR催化剂上的SO3生成率大幅增加.

失活SCR脱硝催化剂资源化利用技术进展

随着环保政策趋严,烟气脱硝产生的废弃SCR脱硝催化剂处置问题愈发严峻。文章重点综述了目前国内外失活SCR脱硝催化剂再生与回收处理方向的研究进展,介绍了目前钒钛系失活脱硝催化剂主要的再生、回收技术路线,分析了脱硝催化剂再生、资源化利用技术存在的问题并对其技术发展前景进行展望。

SSZ-13分子筛快速合成及其在SCR催化剂中的应用

采用快速合成法,引入促进剂,160℃晶化7 h制备形貌规整、结晶度高的微米级SSZ-13分子筛,考察其铜基分子筛催化剂高温水热老化、硫老化和碳氢老化前后的性能。结果表明,水热晶化(6~7)h是SSZ-13分子筛快速合成的关键时期,新鲜样Cu/SSZ-13-f的NOx起燃温度T_(50)=145℃,活性温度窗口T_(90)=(180~550)℃。高温水汽环境驱动下铜物种脱离分子筛交换位迁移聚集生长成氧化铜簇,导致高温性能明显劣化。硫中毒形成的硫酸盐/亚硫酸盐随着温度升高而分解,Cu/SSZ-13-s在达到活性温度窗口(250~325)℃后,催化活性逐渐恢复并在450℃后接近新鲜样。碳氢化合物对该催化剂影响较低,Cu/SSZ-13-hc的T_(50)=155℃、T_(90)=(165~525)℃,催化活性没有明显劣化。发动机台架测试结果显示,自制SCR样件在WHSC和WHTC循环工况下NOx排放量分别为0.19 g·(kW·h)^(-1)和0.23 g·(kW·h)^(-1),满足GB17691-2018相关限值要求。

烟气脱硝催化剂中毒机制与再生技术

随着烟气脱硝系统在火电厂的应用,对选择性催化还原催化剂的中毒机理和再生工艺的研究受到广泛关注。本文系统综述了脱硝催化剂的物理及化学中毒机制、再生方法及工艺。在中毒机制方面,将不同中毒机制归为三类:颗粒物或生成盐沉积在催化剂表面,堵塞催化剂通道和孔道;毒物与活性中心作用使表面的酸性性能和氧化还原性能降低;催化剂结构破坏和发生不可逆相变。在催化剂的再生方面,本文详细介绍了失活催化剂的再生工艺流程和再生液的选择,比较了不同再生技术的针对性和优缺点,最后介绍了电厂高钙项目的再生工业示范,其再生催化剂的相对活性恢复到原来的0.96,SO2氧化率为1.0%,且各项指标达到了新鲜催化剂的水平。本文对延长催化剂使用寿命和制定废弃催化剂再生工艺具有重要指导意义。

用于选择性催化还原烟气脱硝的V_2O_5/TiO_2催化剂钾中毒动力学研究

基于催化剂颗粒中毒的渐进壳模型,依据SCR反应的Eley-Rideal机制,对颗粒状V2O5/TiO2催化剂的钾中毒动力学进行研究,建立了V2O5/TiO2催化剂的钾中毒动力学方程。以催化剂的活性保留分率为桥梁,利用模型预测值和实验值建立了催化剂上钾沉积量与反应时间的关系。模拟了烟气中钾浓度和催化剂钾中毒反应速率常数的耦合对催化剂活性保留分率的影响,模型结果催化剂实际运行结果相符合。这表明文中建立的V2O5/TiO2催化剂钾中毒动力学模型是合理的。

二氧化钛的制备及以其为载体的脱硝催化性能研究

以工业化生产的偏钛酸为原料,制备出颗粒均匀的球形二氧化钛颗粒。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、BET比表面积、激光粒度分布等测试方法,分析表征了颗粒的结构形态及表面理化性质。以所制备的二氧化钛为载体,以偏钒酸铵为V2O5(活性物质)的前驱体,制备脱硝催化剂,考察催化剂的脱硝活性,结果表明,当燃烧温度为370℃时,所制备的催化剂的脱硝效率为75%。

微波制备V-Mn/TiO_2脱硝催化剂及性能研究

利用浸渍法制备了二氧化钛负载型锰钒复合氧化物SCR脱硝催化剂,探讨微波干燥技术对其SCR脱硝性能的影响规律、探讨最佳微波干燥参数并揭示钒锰负载量的影响规律。结果表明:与传统干燥相比,微波干燥能够大幅度提高复合催化剂的低温SCR脱硝活性,活性温度250℃时,传统干燥所制备的催化剂其脱硝效率为51.9%,微波干燥使其脱硝效率提高了31.7个百分点,达83.6%。并借助XRD、SEM和BET对复合催化剂的晶相、微观结构及比表面积进行了表征,与常规干燥相比,微波干燥能够提高活性组分在载体上的分散度,改善催化剂的孔隙率结构。微波干燥的最佳参数为:微波功率210 W;微波时间20 min;锰钒的最佳负载量分别为3%和5%。

中毒选择性催化还原技术脱硝催化剂中的As形态

为探究中毒选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)脱硝催化剂中As的形态,并进一步探明催化剂As中毒机理,采用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对中毒SCR脱硝催化剂进行表征,发现As以As_2O_3、As_2O_5、As_2S_3 3种形态存在,并由此推出As中毒机理为3种形态的As以不同吸附方式吸附于催化剂表面,造成催化剂氧化还原位和吸附酸性位减少,阻止了NH3吸附过程的进行,使得催化剂活性降低。

选择性催化还原法烟气脱硝催化剂市场分析

目前控制氮氧化物排放的主流技术是选择性催化还原法(SCR),因此SCR脱硝用催化剂存在着很大的市场。本文从国家政策、污染状况、电力发展情况,对SCR脱硝用催化剂的市场需求进行了分析,以期给SCR脱硝用催化剂产业的发展提供参考。

Ce改性对Cu/SSZ-13催化剂抗钾中毒的影响机理研究

采用等体积浸渍法制备了Ce-Cu/SSZ-13、Ce-K-Cu/SSZ-13和K-Cu/SSZ-13催化剂,通过模拟气试验平台研究了Ce-Cu/SSZ-13、K-Cu/SSZ-13和Ce-K-Cu/SSZ-13催化剂的氨气选择性催化还原(NH_(3)selective catalytic reduction,NH_(3)-SCR)性能,并且利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、比表面积(brunauer emmett teller,BET)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectrometer,XPS)和NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)temperature programmed desorption,NH_(3)-TPD)等表征手段评价碱金属钾(K)对Ce-Cu/SSZ-13催化剂理化性质的影响规律。结果表明,碱金属K的引入使得Cu/SSZ-13催化剂的NH_(3)-SCR性能下降,导致催化剂出现中毒失活现象。与K-Cu/SSZ-13催化剂相比,Ce-K-Cu/SSZ-13催化剂的NOx脱除效率显著提高,T_(80)(NO_(x)转化率达到80%的温度区间)温度窗口扩宽到220℃~580℃,催化剂表面酸性位点和活性中心Cu^(2+)物种数量增加,表明Ce对Cu/SSZ-13催化剂的改性可以提高NH_(3)-SCR性能,且对催化剂K中毒失活具有一定的抑制作用。