钛白粉对复合型脱硝催化剂性能影响研究

为探讨钛白粉对复合型脱硝催化剂性能的影响,对钛白粉生产的脱硝催化剂在高温条件下的催化活性进行了评价。实验结果表明高温下随着时间的延长,催化剂的比表面积逐渐降低、峰高增大、脱硝效率下降、表面积反应量先降低再上升。这说明由钛白粉生产的脱硝催化剂在高温条件下稳定性能良好。脱硝效率随着高温反应时间的延长呈下降趋势,主要是由于催化剂比表面积的减少造成的。

锰铈钛纳米管复合催化剂低温SCR活性和抗SO2性能研究

本文采用溶胶凝胶法水热法相结合的方法制备TiO2纳米管(TiNTs)为载体MnOx-CeO2为活性组分的MnOx-CeO2/TiNTs催化剂(记作MnCe/TiNTs)用于NH3-SCR反应。结果表明,水热温度为150℃、水热时间为24 h是MnCe/TiNTs催化剂水热阶段的最佳工况。MnCe/TiNTs催化剂具有优异的低温活性和较宽的温度窗口,在150~350℃范围内NO脱除效率达95%以上。一方面,归因于TiNTs的大比表面积能促进催化剂活性组分在其内外壁面高度分散,提高催化剂氧化还原能力;另一方面,TiNTs的量子尺寸效应能使催化剂活性组分中更多原子由晶相内部暴露于表面,增加催化剂表面活性位点;此外,TiNTs的毛细作用能使反应物分子进入其管道内部,增强催化剂对反应物的捕获能力,促进NH3-SCR反应。

类水滑石衍生复合氧化物用作选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展

综述了Cu系、Mn系等类水滑石衍生复合氧化物(LDO)用作选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的研究进展,重点分析了制备方法、金属改性、载体种类等对此类LDO催化剂脱硝效率、活性温度及抗水抗硫性能的影响。指出今后此类LDO催化剂的研发方向是:采用包覆、掺杂等方式改善催化剂抗水抗硫性能;利用涂覆、一体挤出等方式制备适用于较大处理量的成型催化剂。

前驱体盐对铁钛催化剂及其脱硝性能的影响

利用低价态铁前驱体盐(FeSO_(4))对高价铁前驱体盐(Fe(NO_(3))_(3))进行替换,制备一系列新型铁-钛复合氧化物基脱硝催化剂。在该系列催化剂中,Fe_(0.5)Fe_(0.5)TiO_(y)催化剂展现高稳定性、水硫耐受性及优异的低温活性与催化选择性等优点。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积测试(BET)、程序升温法(H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、O_(2)-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)和原位红外(In situ DRIFTs)等分析手段对催化剂进行表征。结果表明,Fe_(0.5)Fe_(0.5)TiO_(y)催化剂具有较大的比表面积(65.056 7 m^(2)/g),较高的表面可增加还原物种含量、酸性位点数量及表面活性氧浓度。此外,该催化剂表面的NH_(3)-SCR反应过程主要遵循E-R机理。

铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝反应动力学研究

利用共沉淀法制备了铁铈复合氧化物催化剂,在积分实验系统上考察了NO初始浓度、NH3/NO比及O2浓度对其SCR脱硝活性的影响;并借助微分系统探讨了其SCR脱硝的催化反应动力学,构建了铁铈复合氧化物催化剂的催化脱硝反应动力学模型。实验结果表明,NO初始浓度越高,每克催化剂的NO转化率越高;随着NH3/NO比的增加,NO转化率先迅速增加后趋势减缓,最终趋于稳定;O2在NH3-SCR反应中起着重要的作用;在175～225℃下,Fe0.95Ce0.05Oz催化剂的NO和NH3反应级数分别为1级和0级,O2的反应级数接近0.5级,该反应的表观活化能为42.6 kJ/mol。

沉淀剂对铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝性能的影响

通过共沉淀法制备铁铈复合氧化物催化剂,考察两种典型氨基和4种典型碱金属沉淀剂对其选择性催化还原脱硝(NH3-SCR)的影响规律;借助N2吸附、X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR),探讨不同沉淀剂影响铁铈催化剂SCR脱硝性能的原因。结果表明:与碱金属沉淀剂(NaOH,KOH,Na2CO3和K2CO3)相比,氨基沉淀剂(NH4OH和(NH4)2CO3)制备的铁铈催化剂具有良好SCR脱硝性能;氨基沉淀剂促使铁铈催化剂中形成铁铈固溶体,优化铁铈催化剂的孔隙结构,增大其表面积和孔容,细化其孔径,使铁铈催化剂具有良好的SCR脱硝性能;FeCe-NH4OH和FeCe-(NH4)2CO3的比表面积依次为107.05,108.80 m2/g,分别为FeCe-NaOH和FeCe-Na2CO3比表面积的1.36和1.83倍。

铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝的改性研究

利用共沉淀法制备了铁铈催化剂,考察添加钛、锆、钨和钼对其SCR脱硝的改性规律。结果表明,钨和钼的添加提高了铁铈催化剂高温脱硝性能,却使其低温活性有所降低;钛的添加对铁铈催化剂脱硝性能具有促进作用,尤其提高了其低温活性,并拓宽了其完全转化温度窗口,为最佳改性物。当钛的物质的量比逐渐由0.10增至0.40,铁铈钛催化剂低温脱硝效率先增大后减小,但其高温脱硝效率逐渐增大至100%,钛的最佳物质的量比为0.15。XRD和N2吸附分析结果表明,钛能优化铁铈催化剂的孔隙结构,增大其比表面积和比孔容,细化其孔径,并与催化剂中铁、铈氧化物形成良好的固溶体,从而提高了铁铈催化剂的SCR脱硝性能。Fe0.8Ce0.05Ti0.15Oz催化剂在150～400℃取得了高于90%的NOx转化率。

γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al_2O_3作为载体,先后负载CeO_2,MnC_2O_4,Fe(NO_3)_3,CrO_3,Ni(NO_3)_2,NH_4VO_3等多种金属组分制备γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂,并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示:Fe,Mn,Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N2选择性;γ-Al_2O_3对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明:各金属化合物的最佳加入量为w(MnC_2O_4·2H_2O)=2 0%,w(Fe(NO_3)_3·9H_2O)=1 5%,w(CrO_3)=10%,w(Ni(NO_3)_2·6H_2O)=5%,w(NH_4VO_3)=10%,w(CeO_2)=5%,w(γ-Al_2O_3)=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al_2O_3负载多金属复合物为催化剂,在脱硝反应温度为205℃的条件下,NO转化率为96.7%;γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂经5次重复使用,NO转化率仍可稳定在94%左右。

复合载体对选择性催化还原催化剂低温脱硝性能的影响

采用浆液浸涂法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆Al2O_3-TiO_2-ZSM-5分子筛复合载体,并通过浸渍法负载活性组分Mn-Fe-Ce,制备了M/ATZ-CC选择性催化还原催化剂。考察了催化剂的低温脱硝活性和抗水性能,表征了催化剂的物性参数和氨-程序升温脱附性能。实验结果表明,M/ATZ-CC催化剂具有优异的脱硝活性和抗水性能,在反应温度为160℃、水蒸气加入量为10%(φ)、NO体积分数为0.1%、n(NH_3)∶n(NO)=1、O_2体积分数为3.0%、体积空速为3 000~10 000 h^(-1)的条件下,NO去除率在80%以上。表征结果显示,该催化剂的比表面积、孔径、弱酸酸量、中强酸酸量和总酸量得到了显著提高。

Ti-Zr-V-O/ATS复合脱硝催化剂的制备及其抗水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Ti-Zr-V-O复合脱硝催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及傅里叶红外光谱(FT-IR)等测试手段,分别对钛锆钒复合催化剂晶型、结晶形貌、组成及官能团结构等性能进行了分析表征。研究了H2O对催化剂选择性催化还原NO的影响。实验结果表明,Ti-Zr-V-O复合催化剂具有良好的脱硝催化活性和抗水性能。在空速为5 000 h-1时,反应温度240℃时,NO转化率达到96%;在10%的H2O作用下,Ti-Zr-V-O催化剂出现可逆水中毒现象,水蒸汽对低温脱硝活性具有抑制作用,对中高温催化活性具有促进作用。

活性组分含量和复合载体对SCR催化剂脱硝活性的影响

采用浸渍法制备V2O5-WO3/TiO2催化剂,研究了活性组分WO3和V2O5含量对催化剂脱硝活性的影响。在催化剂载体中加入SiO2或Al2O3粉末,考察了复合载体对催化剂性能的影响。实验结果表明:适宜的WO3质量分数为10%,V2O5质量分数为0.50%;在催化剂载体中加入SiO2或Al2O3粉末,一定程度上降低了催化剂的脱硝活性,但可增强催化剂的机械强度,延长催化剂的使用寿命,增加催化剂的再生循环使用次数。

锰铈脱硝催化剂的制备及其再生性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列Mn-Ce-Ox复合氧化物脱硝催化剂用于NH3选择性催化还原（NH3-SCR）NO。考察了Mn/Ce摩尔比、焙烧温度、H2O和SO2对Mn-Ce-Ox复合氧化物脱硝催化剂活性的影响及催化剂中毒再生性能。结果表明：当NH3：NO=1：1,空速为5 000 h-1,550℃焙烧制得的Mn/Ce摩尔比为5∶1的Mn-Ce-Ox复合脱硝催化剂活性最佳,活性温度窗口为100~260℃,在此温度区间内催化剂活性大于90%。200℃时,Mn-Ce-Ox复合催化剂活性最高为97.84%;在10%（V/V）H2O蒸汽和300×10-6SO2共存条件下,200℃时,催化剂活性在开始反应2.5 h内迅速下降至53%左右,并在之后的6 h内没有明显变化;中毒催化剂经常温水洗再生处理、质量分数为3%的硝酸溶液再生处理和550℃焙烧2 h再生处理后200℃活性均能恢复到90%以上,其中中毒催化剂经质量分数为3%硝酸处理后活性恢复率最高。

Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合催化剂的脱硝性能及抗硫活性

采用共沉淀法制备Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合氧化物,浸渍负载质量分数10%的CuO_(x)和FeO_(y)活性组分,制备一系列Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x) Sn_(x)O_(2)催化剂。探究不同Ti/Sn和Cu/Fe(物质的量比)对Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)催化剂的NH_(3)-SCR反应活性的影响。研究结果表明,Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)载体可促进活性组分CuO_(x)和FeO_(y)的相互作用。当Cu/Fe为3∶1时,在300℃下NO_(x)的转化率达到91.3%;向反应体系通入286 mg/m^(3) SO_(2)反应3 h后,NO_(x)的转化率仅下降2.6%。X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H_(2)-TPR)、程序升温脱附(NH_(3)-TPD和NO_(x)-TPD)的表征表明,CuO_(x)和FeO_(y)之间存在相互作用,与单一的Cu/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)和Fe/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)对比,复合催化剂表面吸附氧浓度相对增加15%~33%,总酸量增大56%,从而提高了催化剂脱硝活性。

复合稀土的添加对平板式脱硝催化剂汞氧化性能的影响

汞是大气环境的重要污染源,燃煤电厂烟气中汞的脱除成为近年来环保领域的研究热点之一。通常,烟气中的汞主要以三种形态存在：颗粒汞（Hg^P）、气态二价汞（Hg^（2＋））和单质汞（Hg^0）。其中,Hg^p可以通过除尘设备脱除,Hg^（2＋）可在除尘设备和湿法脱硫设备中除去,Hg^0的脱除难度较大。通过对选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂进行改性,在SCR装置中同时实现氮氧化物（NO_x）和Hg^0的脱除,是一种较为新颖的技术手段。复合稀土的添加,改善了催化剂在低温段（〈300℃）的脱硝性能,从而拓宽了催化剂的脱硝活性窗口。同时,有效提高平板式脱硝催化剂的汞氧化性能,最大汞氧化效率分别达到47.6%和53.5%。此外,采用XRD、N_2-吸附脱附、耐磨强度测试对催化剂进行分析,当添加15%的复合稀土时,对催化剂的晶型、孔结构、耐磨强度影响较小;但添加30%复合稀土时,催化剂耐磨强度显著降低。因此,平板式脱硝催化剂适合的复合稀土添加量为15%。

一种非钒钛基的复合型脱硝催化剂的制备及脱硝性能比较

在使用过程中发现了普通钒钛基催化剂的弱点，因此实验开发新型的复合脱硝催化剂，用ZrO2和TiO2作为复合载体，以CeO2为活性组分，并添加助剂MnO2，以制备复合脱硝催化剂，并测试对比两种脱硝该催化剂的催化活性。

粘结剂对Mn-Ce／Ti-CNTs催化剂脱硝性能的影响

以溶胶凝胶法制备了纳米级的Mn-Ce/Ti-CNTs催化剂粉体,考察了有机膨润土,复合硅酸盐水泥,模数为3.6的硅酸钠以及这三种组合的粘结剂对板状催化剂的粘结度、防水性能和脱硝性能的影响。结果表明,单一复合硅酸盐水泥或硅酸钠粘结剂粘结度都不够,单一有机膨润土粘结剂防水性能差;随着粘结剂含量的增多,脱硝性能也相应降低;复合硅酸盐水泥对催化性能的影响小于硅酸钠。优化后得到,6(w)%有机膨润土+12(w)%复合硅酸盐水泥组合的粘结剂,不但能满足一定的粘结度和防水性能,而且拥有最好的脱硝性能,在175℃时,其脱硝性能可达80%,250℃的脱硝性能可达98%以上。

负载复合金属催化剂的活性半焦脱除烟气中NO的非等温动力学研究

对负载复合金属催化剂的活性半焦脱除烟气中NO进行了非等温动力学研究,并对其反应机制进行了探讨.使用热重分析仪进行程序升温脱硝实验,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO),Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Coats-Redfen(CR)非等温动力学方法,计算纯活性半焦和负载金属催化剂的活性半焦脱硝的表观活化能.使用X射线衍射仪(XRD)对催化剂脱硝前后的金属活性相进行了分析.结果表明:在活性半焦上负载铜铁复合金属催化剂后,降低了脱硝反应的表观活化能、反应所需温度和反应能耗;当活性半焦的碳转化率≤0.3时,脱硝过程主要由化学反应控制,当碳转化率>0.3时,脱硝过程转向扩散控制为主;通过XRD结果分析可知,金属催化剂的低价态活性相具有较高的催化活性,随着脱硝反应的进行,金属活性相被氧化成为活性较低的高价态;复合金属氧化物铁酸铜能在反应过程中分解成为活性更高的金属活性相,提高了脱硝性能.

焦炉烟气锰基催化剂脱硝及抗硫性能研究

对催化剂的性质进行分析,结果表明,Mn基催化剂具有较强的脱硝性能,但其抗硫性能较差。对Mn基催化剂进行改良,制备了Mn-Fe复合催化剂。Fe元素的加入对催化剂的抗硫性能有所提升,Mn-Fe复合型催化剂具有较强的脱硝及抗硫性能。

独居石负载钼氧化物催化材料制备及其NH3-SCR脱硝性能研究

使用浸渍法制备独居石负载钼氧化物的催化剂,并对其进行表征和NH_(3)-SCR脱硝性能测试。结果表明,当脱硝反应温度为400℃时,Mo/Ce物质的量之比为0.3的复合催化剂的NO转化率达到75%。独居石增大了催化剂的比表面积;负载金属氧化物均匀分散在独居石表面,形成了Ce^(3+)/Ce^(4+)、Mo^(5+)/Mo^(6+)共存的状态,能促进电子转移,生成氧空位和不饱和化学键,有利于独居石表面活性位点的增多。相对于纯独居石,复合催化剂的氧化还原能力和NH_(3)的脱附活化能力均有所提升,但主要集中在高温范围内,低温段脱硝效率提升相对较小。

铁铈复合氧化物催化剂的制备及其性能研究

采用改进共沉淀法制备铁铈复合氧化物催化剂,通过L16（4^5）正交实验确定最佳工艺条件。研究了不同煅烧温度对催化剂脱硝效率的影响,同时通过XRD、SEM、粒度和比表面积等方法对催化剂进行表征。结果表明,反应终点pH值是碳酸氢铵-氨水沉淀法制备铁铈催化剂最重要的影响因素,反应温度次之。脱硝实验表明,经400℃焙烧5h所制备的催化剂,其粒径较小,分布较宽,比表面积较大,SCR脱硝活性最高,在250℃脱硝活性为93.8%。