商用催化剂对氯代芳烃和氮氧化物的协同处置研究

多污染物的协同控制是环境催化研究的前沿,氯代芳烃和氮氧化物(NO_(x))是生活垃圾焚烧等热工业过程中共存的典型污染物,目前商用催化剂能否实现二者的协同处置尚不清楚.因此,本文研究了5类商用SCR催化剂对氯苯(CB)和一氧化氮(NO)的协同处置活性.结果表明,1^(#)催化剂在300℃下对CB和NO具有较好的降解活性,且在90 min的反应周期内具有较高的稳定性,这是由于1^(#)催化剂具有较大比表面积、较高比例的表面吸附氧(O_(β))以及V^(5+).1^(#)催化剂对CB和NO的协同降解实验显示,在250℃和300℃下,NO的引入能够生成NO_(2),可促进CB的降解.300℃时CB的存在抑制了NO的转化,而当温度降到250℃时,CB对NO的转化有促进作用.这可能是因为在较高温度下NO_(2)生成量相对较多,C—Cl键解离程度较大,在一定程度上会影响SCR反应的进行,导致NO的转化率较低;而温度降低时,CO_(2)选择性增强,可能会抑制NH3的过度氧化,同时NO_(2)生成量和C—Cl键的解离均变弱,进而使得SCR反应相对增强.利用热脱附/GC-MS联用系统全面分析了降解过程中产生的中间产物,发现CB和NO协同处置体系中间产物种类显著减少,经过脱氯、烷基化、氧化等一系列反应生成苯、甲苯、苯甲醛和苯酚等中间产物,最终矿化生成H_(2)O和CO_(2).可见NO的引入不仅能促进CB的深度氧化,还能在一定程度上抑制多氯代副产物的生成.

商用SCR催化剂的钠中毒及再生

实验室模拟商用SCR催化剂(V2O5-WO3/Ti O2)碱金属钠中毒,并通过水洗和0.5 mol/L H2SO4洗对失活催化剂进行再生。通过SEM,BET和XPS等方法对催化剂表面的理化性能进行分析,并探讨钒钛系催化剂的反应及失活机理。结果表明:较低负载量的Na2O会引发严重的催化剂中毒现象,通过水洗和酸洗再生可以使失活催化剂的表面活性得到不同程度的恢复,酸洗再生效果比水洗再生效果好;碱金属钠盐引起的催化剂物理中毒主要是盐颗粒的沉积和孔道的堵塞,但不是催化剂失活的主要原因,化学中毒主要是因为Na与催化剂表面的B酸性位上的V—OH发生反应,生成V—ONa,改变催化剂表面金属氧化物的化学环境,阻碍NO和NH3向催化剂内部的扩散;催化剂的脱硝活性与其表面的化学吸附氧量和表面活性中心上w(V4+)/w(V5+)的比有一定的正相关性。

商用SCR脱硝催化剂(V_2O_5-WO_3/TiO_2)碱金属中毒及再生

实验室模拟商用钒钛系脱硝催化剂的氧化钠和氧化钾中毒,并通过水洗、稀硫酸洗及超声波辅助等方法进行再生.采用NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)方法对催化剂失活原因进行了研究与分析.活性测试结果表明,Na2O对催化剂的中毒效应比K2O强,但催化剂K2O中毒后的再生难度较大.NH3-TPD结果表明,催化剂表面酸性位的降低导致氨吸附量的减少是催化剂活性下降的原因之一.XPS结果显示,Na2O引起催化剂表面活性氧含量的严重降低和K2O引起催化剂O 1s结合能的明显偏移与宽化可能是造成K2O对催化剂的中毒效应比Na2O弱但再生难度较大的主要原因.另外,通过酸洗再生可引起催化剂表面硫酸化,增加了酸性活性位,从而促进催化剂的脱硝性能.