MgO改性MoO_(3)-V_(2)O_(5)-TiO_(2) SCR催化剂的低温脱硝研究

采用浸渍法制备了低温脱氮的Mg-Mo-V-Ti催化剂。为了研究催化剂的活性,将其置于固定床反应器中,用钢瓶气体模拟工业烟气的组分及浓度。结果表明,0.1%的氧化镁催化剂具有良好的脱硝活性和抗硫性能。研究了0.1MgO-6MoO_(3)-3V_(2)O_(5)-TiO_(2) wt%催化剂活性的工艺条件:(1)当氧质量分数小于8.0%时,随着氧质量分数增加,脱硝效率提高,当氧质量分数大于8.0%时,脱硝效率几乎相同;(2)脱硝效率随着空速的增大而降低;(3)随着温度的升高,催化剂的脱硝效率先升高后趋于稳定,当反应温度高于180℃时,脱硝性能可达94.3%,在120~240℃,SO_(2)的转化率小于0.3%。

煅烧气氛对高V_(2)O_(5)含量V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍—煅烧法制备了高V_(2)O_(5)含量的V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂,考察了煅烧气氛对催化剂性能的影响。结果表明:煅烧气氛对催化剂的化学组成影响不大;向煅烧气氛中引入O_(2)和H_(2)O可增大催化剂的比表面积和孔体积;N_(2)气氛下煅烧制备的催化剂,活性组分易团聚,导致还原性差,同时酸性和化学吸附氧含量最低,故其脱硝性能最差;催化剂的还原性、酸性、化学吸附氧含量随煅烧气氛中O_(2)含量增加而提高,脱硝性能也随之提高;于5%(φ)H_(2)O-空气气氛下煅烧制得的催化剂,在还原性、酸性和化学吸附氧含量的综合作用下,200~400℃的脱硝效率最高,N_(2)O生成量最少,同时SO_(2)转化为SO_(3)的转化率也最低。

V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)催化滤袋的制备及中试应用

为解决现有Mn基催化滤袋SO_(2)中毒的问题,制备了基于V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)的催化滤袋,用于在180~260℃范围内同时去除NOx和粉尘。实验结果表明,双层滤袋在气体过滤面速度为0.2 m/min时具有良好的脱硝活性和抗硫抗水性能。在纯氧玻璃窑炉中试中采用制备的双层催化滤袋进行了试验,烟气量为2000~3000 m^(3)/h、SO_(2)浓度在20~30 mg/m^(3)范围内、水蒸气含量10%(体积分数)、NOx浓度为400~550 mg/m^(3),在170~210℃范围内NOx转化率可达到88.14%~95.06%,验证了催化滤袋的脱硝性能;连续运行1500 h后,活性出现5%左右的微弱衰减;在高硫烟气条件下(300~500 mg/m^(3))连续运行100 h发现催化滤袋失活,SEM-EDS和XPS表征证明催化剂失活是由于硫铵类物质在滤袋纤维表面沉积,部分活性位点被覆盖所致。

In_(2)O_(3)对工业V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了V2O5-MoO3-In2O3/TiO2脱硝催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、NH3-TPD、O2-TPD等技术表征了催化剂的物化性能,通过固定床反应器考察了催化剂的脱硝性能。表征结果表明,In2O3的负载使V2O5-MoO3/TiO2催化剂的比表面积和孔体积略有降低、孔径略有提升,但没有改变V2O5-MoO3/TiO2催化剂的晶型结构及载体的孔道结构。催化剂的脱硝性能评价实验结果显示,In2O3的负载提升了催化剂的还原性能,增强了催化剂的表面酸性,从而提高了催化剂的脱硝活性。In2O3的存在提高了催化剂的抗SO2/H2O蒸气的性能,催化剂的高温抗SO2/H2O蒸气性能优于低温状态下。

钕的添加对V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)平板式脱硝催化剂性能的影响

本研究制备了一系列不同Nd含量的V_(2)O_(5)-MoO_(3)-Nd_(2)O_(3)/TiO_(2)平板式脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、XPS、H2-TPR、拉曼光谱、NH3-TPD和红外光谱等表征手段对催化剂进行分析。结果表明:适量的Nd2O3(0.25%、0.5%,质量分数)可以增强V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)催化剂的还原性能,增加了催化剂的Oα/(Oα+Oβ)比率,从而提升了催化剂的脱硝活性。然而,过量Nd_(2)O_(3)(0.75%、1%)的添加,会导致催化剂酸性性能的显著降低,造成催化剂脱硝性能的下降。此外,过量Nd的添加还会对催化剂的耐磨性能有负面影响。各催化剂中,VMoN d(0.5%)/Ti催化剂显示了最佳的脱硝活性。并且,该催化剂还显示了优良的抗SO_(2)、H_(2)O性能。

不同烟气组分对Cu_(2)O改性V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)脱硝催化剂汞氧化性能的影响

为提高传统选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)催化剂的低温汞氧化效率,采用Cu_(2)O对钒钛催化剂进行改性,通过浸渍法制备了系列V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)催化剂,利用固定床反应器研究催化剂在不同烟气组分条件下对单质汞的氧化特性。结果表明,在200℃时,2%V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)催化剂的Hg0氧化率稳定在99.9%,NO转化率保持在90.9%,具有较好的脱硝协同汞氧化性能。单独的烟气组分如O_(2)、NO、HCl、SO_(2)均有利于Hg0的氧化,而NH_(3)和NO+NH_(3)会抑制Hg0氧化为Hg^(2+)。随着反应温度升高,Hg0氧化率呈现先平稳后降低的趋势,在350℃时,Hg0氧化率仅为64.1%。比表面积测试法(BET),X射线光电子能谱技术(XPS)和H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)分析表明,Cu_(2)O改性后的V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)催化剂,表面Cu和V存在相互作用,使催化剂表面产生不饱和化学键和氧空位,有利于化学吸附氧的增加,从而促进Hg0的氧化。本研究可为提升SCR脱硝催化剂对汞的协同氧化性能提供参考。