宽温稀土基SCR脱硝催化剂研究进展

氮氧化物(NO_(x))是雾霾、酸雨和臭氧的重要前体物,燃煤电厂等固定源和柴油车等移动源的烟气脱硝迫在眉睫。氨气选择性催化还原技术(NH3-SCR)是目前最有效的烟/尾气脱硝技术。为满足NO_(x)排放标准,NH3-SCR催化剂需在较宽温度范围内具有高效的脱硝活性和稳定性。稀土材料因独特的电子结构,可调节的表面酸性和氧化还原性,在脱硝领域应用前景广泛。综述中低温及中高温稀土基金属氧化物SCR脱硝催化剂最新研究进展,分子筛SCR脱硝催化剂制备方法,包括离子交换法、一锅法及绿色合成法,并总结了目前宽温SCR催化剂的研究热点及挑战。

Zn-W/TiO_2宽温度窗口SCR催化剂在燃煤烟气中的应用

为拓宽SCR催化剂的工作温度,研究宽温度窗口SCR催化剂在实际烟气条件中的应用对燃煤机组适应负荷波动、实现氮氧化物的超低排放具有重要意义。通过5×10~4 m^3/h的燃煤烟气污染物脱除试验平台,研究了Zn-W/TiO_2宽温度窗口SCR催化剂在不同温度窗口下的脱硝性能、氨逃率及连续运行300 h后催化剂效率及阻力的变化。结果表明:该催化剂在275～320℃性能稳定,当催化剂层温度为275℃、入口ρ(NO_x)为115.00～130.00 mg/m^3时,可保证NO_x出口浓度<20 mg/m^3。NH_3逃逸在低温窗口运行时略高于常规温度窗口,但仍<2.50 mg/m^3。综合各项指标分析,建议该催化剂运行效率<91.0%。

不同制备方法对钒基SCR催化剂脱硝性能的影响

采用共混法、溶胶-凝胶法、水热法分别制得钒基催化剂前驱体,通过高温焙烧处理,制备系列钒基脱硝催化剂。研究制备方法和载体对钒基催化剂脱硝性能的影响,结果表明,采用常规共混法制备的VO_(x)/TiO_(2)-BM催化剂,无定型活性钒氧化物分散在锐钛矿TiO_(2)载体中,在(200~400)℃有90%以上的脱硝活性;采用水热法制备的VO_(x)/CeO_(2)-HT催化剂,活性组分V与Ce通过固溶方式形成了CeVO_(4)结构,其催化活性在(200~400)℃仅有70%~80%的脱硝效率;采用水热法制备的VO_(x)/MnO_(x)-HT催化剂,无定型活性钒氧化物分散在尖晶石Mn_(3)O_(4)载体中,在(220~400)℃的脱硝效率大于95%;采用溶胶-凝胶法制备的VO_(x)/MnO_(x)-SG催化剂,无定型活性钒氧化物分散在尖晶石Mn_(3)O_(4)和Mn_(2)O_(3)复合氧化物载体中,在(200~420)℃的脱硝效率大于95%,具有较高的脱硝活性和较宽的温度窗口,而且该催化剂表现出优异的抗水硫中毒能力和抗水硫中毒稳定性。不同制备方法制备的催化剂结构不同,载体种类对催化剂脱硝性能起着重要的作用,而且载体的结构对催化剂脱硝活性和稳定性影响较大。

基于ESC测试循环的SCR催化剂动态转化效率温度窗口研究

为了建立选择性催化还原转化器(SCR)台架评价结果与欧洲稳态测试循环(ESC)工况条件下的减排效果之间的联系,进行了催化剂动态转化效率试验,绘制了基于反应平衡时间的SCR催化剂转化效率温度窗口,得到了不同反应温度下催化剂动态转化效率发展过程对反应平衡时间的依赖程度。基于ESC试验排放采样窗口期内发动机排气条件的特征分析,研究了ESC试验中催化剂动态转化效率发展特征,提出了基于该催化剂动态转化效率温度窗口表示方法,分析了温度窗口的试验评价条件和基于实际化学计量比(NSR)控制策略的窗口模拟计算调整方法。使用该温度窗口对ESC工况排放值进行预测,依据ESC名义转化效率温度窗口预测的ESC排放结果与实测值的偏差小于8%。