低SO_(2)氧化率钒钛基选择性催化还原脱硝催化剂研究进展

选择性催化还原(SCR)脱硝技术是目前烟气氮氧化物控制最主流的技术。商用SCR催化剂主要由V 2O 5-WO_(3)(MoO_(3))/TiO_(2)组成,其中V 2 O 5不仅对烟气中的氮氧化物有催化还原作用,同时也能促进SO_(2)的氧化,导致硫酸铵盐的生成,进而造成催化剂孔道堵塞,活性位点减少,使催化剂活性降低,脱硝效率下降。基于此,主要探讨了钒钛基SCR催化剂对SO_(2)的氧化机理及其研究进展,总结了国内外降低钒钛基SCR催化剂SO_(2)氧化率的一些主要措施,并对此进行了分析和讨论。

In/H-SSZ-13催化剂用于甲烷选择性催化还原NO_(x)反应的研究

采用浸渍法制备了不同比例In改性的In/H-SSZ-13催化剂.通过催化剂活性评价系统研究了In改性比例对In/H-SSZ-13催化剂NO_(x)转化率的影响,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征技术对In/H-SSZ-13催化剂的物理化学特性进行了深入分析.研究结果表明,添加In能够明显提高H-SSZ-13的CH_(4)-SCR反应催化活性,其中,15%In/H-SSZ-13催化剂的CH_(4)-SCR反应活性最佳,其最大NO_(x)转化率在550℃可达87.32%.尽管In比例的增加对H-SSZ-13的CHA结构没有明显影响,但催化剂表面的In_(2)O_(3)物种明显增加,并逐渐形成团簇.In在In/H-SSZ-13催化剂中以In O^(+)和In_(2)O_(3)两种赋形状态存在,In O^(+)是CH_(4)-SCR反应的主要活性中心,In_(2)O_(3)对NO_(x)转化没有明显作用,但在高温阶段会促进CH_(4)的氧化反应.

基于非道路用柴油机选择性催化还原混合器优化及验证研究

为了解决装载机空间小、筒式后处理无法布置的问题,提出一种U型非道路用的柴油机选择性催化还原器(selective catalytic reduction,SCR)系统混合器优化及结晶性能验证方案。首先,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件,对建立的3种柴油机U型SCR系统典型混合器结构模型进行了3种典型工况条件下湍流运动、速度场和氨(NH3)分布均匀性等性能的数值仿真分析,研究了不同混合器结构对NH3分布及NOx转化效率的影响。基于仿真结果分析,部分结构设计方案可以加速液滴破碎、水解和雾化过程,提高NH3的分布均匀度,并提高SCR系统在新鲜状态下的NOx转化效率,但这些方案更容易产生并累积结晶,从而导致SCR系统的NOx转化性能下降。因此提出了一种组合导流装置、扰流板、出气孔板等设计的柴油机U型SCR系统混合器方案优化新方法,获得一款同心、内外筒式静态混合器结构,搭载装载机发动机结晶试验失效时长大于28.0 h。

铈基催化剂用于CO选择性催化还原NO_(x)的研究进展

CO选择性催化还原NO_(x)技术(CO-SCR)是利用烟气中CO作为还原剂,将NO_(x)还原为N_(2);与目前普遍应用的氨选择性催化脱硝(NH_(3)-SCR)相比,避免了氨还原剂的使用及逃逸等问题,且同时脱除CO和NO_(x)大气污染物,极具应用潜力。稀土金属铈氧化物因其优异的氧传递能力,可作为载体或助催化剂有效提高COSCR催化反应性能。本文系统比较以氧化铈(CeO_(2))作为载体和活性组分的两大类催化剂体系的CO-SCR脱硝性能,探讨烟气成分(O_(2)、SO_(2)和H_(2)O)对铈基催化剂CO-SCR活性的影响,揭示了催化剂的构效关系;并且归纳总结了铈基催化剂上CO-SCR可能的反应机理。可通过载体改性、活性金属掺杂、形貌调控、制备条件优化等手段,开发具有较宽反应温度区间及抗氧抗硫性能的铈基CO-SCR脱硝催化剂。

船舶尾气选择性催化还原脱硝中试平台的设计与应用

目前船舶尾气已成为我国除燃煤电厂、工业源和机动车之外的主要大气污染源,其污染防治也是全社会关注的热点。针对船舶尾气中的主要污染物氮氧化物(NO_(x)),设计了一套基于选择性催化还原方法的船舶柴油机尾气脱硝中试平台。该平台由船舶柴油机、催化剂模块、还原剂供给系统和尾气检测模块等四部分构成,可开展船舶柴油机不同工况下的排放特性测试、还原剂供给与混合和氮氧化物脱除等教学与探索性实验。该平台有助于船舶与海洋工程专业的学生在船舶大气污染减排的国家政策背景下,强化对船舶主推进动力装置、燃烧学、流体力学和环境催化等专业课的理解,掌握船舶尾气减排领域的系统设计与优化方法,培养其解决复杂工程问题的实践能力和创新意识。

选择性催化还原系统尿素分解研究进展

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术是降低柴油机氮氧化物(NO_(x))排放的有效手段,而在柴油机urea-SCR系统中,尿素分解在NO_(x)还原过程中起着重要作用。阐述了尿素分解的研究现状,重点讨论了副产物的反应路径和反应温度。分析了催化剂对尿素分解的催化作用,总结了减少沉积物的4种措施。提出了未来技术改进的3个方向:研究实际工况下的详细反应机理;使用详细分解机理进行数值模拟同时降低时间成本;使用催化剂提高中间体的反应速率。

Fe改性分子筛催化剂CH_(4)选择性催化还原N_(2)O

针对N_(2)O的CH_(4)选择性催化还原(CH_(4)-SCR),采用浸渍法制备了系列Fe改性分子筛(BEA、ZSM-5、SSZ-13)催化剂。实验结果表明:2%Fe-BEA(负载量2%(w))具有较高的催化活性,在进气(N_(2)O 40%(φ,下同),CH_(4)10%,N250%)总流量为50 mL/min、反应器气时空速为12000 h^(–1)的条件下,250℃时的N_(2)O转化率达99.5%,CH_(4)转化率达94.6%;反应器连续运行20 h,N_(2)O转化率基本保持不变,CH_(4)转化率仅略有下降。表征结果显示,2%Fe-BEA较高的催化活性与其易形成大量离子态Fe^(3+)活性物种密切相关,而2%Fe-SSZ-13更易形成大量FeOx物种,故在3种分子筛催化剂中催化活性最低。2%Fe-BEA上N_(2)O的CH_(4)-SCR遵循自由基反应机理,形成羟基自由基和甲氧基自由基,并可经进一步氧化,通过甲酸盐路径生成CO_(2)和H2O。

金属/分子筛催化剂上甲烷选择性催化还原氮氧化物研究进展

CH_(4)选择性催化还原氮氧化物(CH_(4)-SCR)是一种潜在的新型脱硝技术。综述了近10年来CH_(4)-SCR脱除NOx体系中不同金属/分子筛催化剂及反应机理方面的研究进展,包括对催化剂反应活性位点、关键活性中间体和反应动力学的新认识,以及分子筛类型、负载金属类型和反应条件等关键因素对CH_(4)-SCR催化性能的影响,并提出了金属/分子筛类催化剂用于CH_(4)-SCR反应的研究展望。

选择性非催化还原脱硝氨逃逸及二次污染物排放

选择性非催化还原(SNCR)脱硝是利用还原剂NH_(3)将烟气中NO还原为N_(2)的NO_(x)净化技术,本文通过实验研究了温度对SNCR脱硝效率的影响,SNCR的反应温度窗口为950~1100℃,在温度为1050℃、NSR为1.5时达到最佳脱硝效率97%。模拟SNCR反应过程中氨逃逸及二次污染物排放情况,NO_(2)排放浓度随着NSR增加而降低,N_(2)O排放浓度和NH_(3)逃逸量随着NSR增加而增加。综合考虑经济、环保及脱硝效率等因素,选取NSR为1.5为宜。

煤粉工业锅炉的选择性非催化还原脱硝性能试验改进

采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝须克服脱硝效率偏低和氨逃逸严重等现象,对其进行试验改进可提升多种类型锅炉的脱硝性能。基于煤粉工业锅炉SNCR试验系统,通过试验测量2种炉膛结构、不同容量的煤粉工业锅炉炉膛温度分布,从喷枪支数、温度和SNCR等方面阐述对脱硝性能的影响,对4个供热站的15台锅炉进行SNCR优化改造,增加喷枪开孔和电磁流量计并改造SNCR系统管路,进而对SNCR优化改造效果进行评估,从而研究单喷枪和多喷枪组合对选择性非催化还原(SNCR)脱硝性能的影响。结果发现:喷枪组合的脱硝效率一般优于单喷枪,主要取决于炉膛内温度分布,即需获得最佳脱硝反应温度和氨氮物质的量比及找到锅炉SNCR的最佳喷枪位置;当炉膛截面平均温度为800~900℃、氨氮比为1.5~2.0时,SNCR可达到较好的脱硝效率且氨逃逸较低;对供热站改造前后的脱硝反应剂用量进行分析,发现改造后的尿素用量比未改造前总体降低23.2%,液氧用量总体降低75.3%,即改造后的尿素用量和液氧用量均显著降低,说明供热站SNCR改造能够大幅降低煤粉锅炉的运行成本。

选择性非催化还原脱硝性能的实验模拟分析

选择性非催化还原(SNCR)脱硝是利用还原剂NH_(3)将烟气中NO还原为N2的NOx净化技术,对SNCR脱硝性能进行实验模拟研究。考察温度、初始NH_(3)和NO摩尔浓度比值(NSR)和O_(2)含量等影响因素对脱硝效率的影响。结果表明:在950~1100℃的温度范围内,SNCR可以取得50%以上的脱硝效率;脱硝效率随氧含量增加逐渐下降;随着初始NH_(3)和NO摩尔浓度比值(NSR)增加,脱硝效率先增加后趋于平缓,最佳NSR为1.5。综合考虑经济、环保及脱硝效率等因素,选取温度为950~1100℃、NSR为1.5、O_(2)含量为4.4%的条件时,能取得满意的脱硝效果。

基于选择性催化还原法的火电厂烟气脱硝技术

为了降低火电厂烟气中的氮氧化物含量,减少环境污染,提出基于选择性催化还原法的火电厂烟气脱硝技术。首先,以TiO_(2)为催化剂,以氨水作为还原剂,设计选择性催化还原反应器。然后,在设计反应器时,为提高脱硝效率,提高烟气与还原剂的接触面积和混合均匀性,设置喷射混合器、气流控制装置。最后,启动脱硝过程,将还原剂喷射到烟气中,在催化剂的作用下将烟气中的NO_(x)转化为氮气和水蒸气,达到火电厂烟气脱硝目的。实验结果表明,在火电厂烟气脱硝中,选择性催化还原法的脱硝率更高,说明该方法具有可行性。

选择性催化还原脱硝催化剂失活研究综述

从催化剂的烧结、磨蚀、堵塞、沾污/遮蔽、中毒5个方面综述了选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝催化剂的失活研究现状,总结了催化剂的失活规律和失活机制。烟气中的飞灰对催化剂的影响是SCR烟气脱硝过程中的关键问题。根据SCR脱硝催化剂的具体应用情况,可以有针对性地通过优化锅炉运行、SCR脱硝系统的设计、催化剂的特性等来减缓催化剂的失活速率。

选择性催化还原工艺中硫酸氢铵形成机理及影响因素

论述了选择性催化还原(SCR)烟气脱硝过程中硫酸氢铵(ABS)的形成机理,并分析了温度、氨逃逸量、SO3浓度、飞灰等对ABS形成的影响规律。分析表明:ABS的形成温度为190~240℃;当温度在320~345℃时ABS为气相,当温度高于345℃时ABS开始分解;为减少ABS的生成量,可通过控制NH3/NOx摩尔比在0.8~1.2之间,以减少氨逃逸量,同时尽可能减少烟气中SO2氧化率;调节SCR工艺运行温度,控制ABS在催化剂中的沉积,可避免催化剂堵塞和腐蚀。

富氧条件下贵金属催化剂上丙烯选择性还原NO研究

用溶胶 -凝胶 ( Sol-gel)法制备了以 γ-Al2 O3 为载体 ,以 Pt,Pd和 Rh等为活性组分的单组分及双组分催化剂 ,在稀燃汽油机条件下评价了丙烯对 NO的选择性催化还原活性 .结果表明 ,在单组分催化剂中 ,催化剂的活性及顺序为 Rh( 73 % ) >Pt( 65 % ) >Pd( 4 7% ) ,最高活性对应的温度分别为 Pt( 2 2 5℃ ) ,Pd( 2 75℃ )和 Rh( 3 75℃ ) ,N2 选择性顺序为 Rh,Pd( >80 % ) >Pt( 4 8% ) ,氧化性顺序为 Pt>Rh>Pd. Sol-gel制备的双组分催化剂中的不同贵金属活性位具有一定的协同效应 ,可明显拓宽活性温度范围 ,其中以 Pt-Rh组合活性最好 . Rh/ Al2 O3 和 Pt/ Al2 O3 两种催化剂分层有序填装时 ,可提高 C3 H6的利用率 ,在 2 0 0～ 45 0℃范围内 ,可有效地催化净化 NO.

铈改性钛基层柱粘土负载锰催化剂上低温NH_3选择性催化还原NO(英文)

采用离子交换法制备了钛基层柱粘土(TiO2-PILC),并应用浸渍法将Mn负载于其上制得不同Mn含量的xMn/TiO2-PILCs催化剂,考察了催化剂低温NH3选择性催化还原NO(NH3-SCR)活性,研究了添加Ce对8%Mn/TiO2-PILC催化剂活性及其抗水蒸气抗SO2特性的影响.结果发现,TiO2-PILC负载的锰基催化剂具有良好的抗水蒸气性能,但在水蒸气和SO2共存时失活严重.Ce的添加对催化剂活性以及抗SO2能力均有所提高,其中8%Mn-2%Ce/TiO2-PILC在200oC时NO去除率达到95%,同时SO2失活速率明显比其他催化剂低.采用N2吸附-脱附、X射线衍射、NH3程序升温脱附、H2程序升温还原和X射线光电子能谱等技术对催化剂结构和性质进行了表征.结果表明,所制备催化剂具有丰富的中孔结构和较大的比表面积;Ce的添加使Mn在催化剂表面分散性更好,提高了催化剂表面酸性和催化剂氧化还原性能,从而使其活性和抗硫性能增加.

新型铬锰复合氧化物低温选择性催化氨还原NOx

采用柠檬酸法合成了一系列铬锰复合氧化物催化剂,利用X射线衍射及X射线光电子能谱研究了催化剂活性相态,并考察了铬锰摩尔比对反应活性的影响.结果表明,该体系在有氧条件下氨低温选择性催化还原氮氧化物反应中显示出优异的活性,其中Cr(0.4)-MnOx催化剂具有最佳低温催化活性,在空速30000h-1和120℃条件下,NOx转化率达98.5%,N2选择性达100%.在MnOx中添加Cr后形成了CrMn1.5O4晶相,该相态在低温选择性催化还原NOx过程中起重要作用.

V2O5-CeO2／TiO2催化剂上低温氨选择性催化还原NO的性能

考察了V2O5-CeO2/TiO2催化剂中V、Ce活性组分的担载量和焙烧温度对催化剂低温催化还原NO活性的影响及其在单独SO2、H2O和两者共存气氛下的抗毒化性能。结果表明,焙烧温度400℃下制备的5V30Ce/TiO2催化剂具有良好的低温催化还原NO活性,空速为10 000 h-1,165℃时NO转化率达99.2%;500℃以下低焙烧温度时,添加的Ce不与V相互作用,在催化剂表面主要以CeO2形式存在,有利于增大催化剂比表面积,增强V2O5在催化剂上的分散度,提高催化活性。而在500℃以上较高焙烧温度下,Ce与V会形成CeVO4,对活性提高不利。催化剂具有良好的低温抗水中毒性能,但受SO2毒化作用明显,其在SO2、H2O共存气氛下中毒程度较单独SO2下浅。

铜渣贫化的选择性还原过程

借助于金相分析、SEM和EDX等方法,研究炼铜炉渣加炭粉、通惰性气体搅拌选择性还原贫化过程。结果表明,通过选择性贫化过程,渣中残余铜含量可由5％降低到0．35％以下。随气体搅动时间延长,渣中Fe3O4含量降低,二价铁含量增加,有效地降低了渣黏度．促进冰铜滴沉降。在还原过程中,渣中Fe3O4含量逐渐降低,渣中主要存在的相组成为残余磁性氧化铁、(FeO)2·SiO2及FeO·CaO·SiO2的连续固溶体。每1kg铜渣配人17g炭粉既可满足还原反应要求。

Ce-Mn/TiO_2催化剂选择性催化还原NO的低温活性及抗毒化性能

用浸渍法制备了Ce-Mn/TiO2催化剂,考察了其在O2存在条件下选择性催化还原(SCR)NO的活性和抗SO2及H2O毒化的性能.结果表明,反应温度、空间速度、NO进口浓度和NH3/NO摩尔比对NO转化率的影响较小;在120℃的低温条件下,该催化剂显示了良好的催化活性,NO的转化率始终保持在95%以上.该催化剂有良好的同时抗SO2和H2O毒化能力.