中低温NH_(3)-SCR催化剂抗中毒与再生研究进展

中低温氨选择性催化还原(NH_(3)-SCR)氮氧化物(NO_(x))催化剂广泛应用于钢铁、焦化、陶瓷、玻璃、水泥、垃圾焚烧、燃气锅炉等非电行业.不同工况下,硫、酸、碱金属、飞灰等会导致SCR催化剂中毒.因此,如何制备抗中毒性能好的脱硝催化剂,并且有效再生失活SCR催化剂一直是研究热点.本综述针对不同中低温SCR的工况,对比总结脱硝催化剂的应用、抗中毒机制与再生方法,最后对中低温SCR脱硝催化技术进行展望.

低温NH_(3)-SCR脱硝催化剂抗水抗硫策略及研究进展

综述了国内外在选择合适的载体和制备方法、元素掺杂改性以及调节催化剂结构和形貌等改善低温脱硝催化剂抗水、抗硫性方面的研究成果,探讨了几种典型低温SCR催化剂提高耐水、耐硫性的方法,为今后优化和开发具有耐水和耐硫性能的低温NH_(3)-SCR催化剂提供参考。

四元SCR催化剂V_2O_5-WO_3-MoO_3/TiO_2脱硝性能

以锐钛型TiO2为载体,V2O5为主要活性成分,同时负载WO3和MoO3作为活性助剂,制备了四元催化剂V2O5-WO3-MoO3/TiO2,并对该催化剂的脱硝活性、催化选择性及微观表征进行了研究。结果表明,该四元催化剂脱硝性能优于相同负载量下单一负载W或Mo的三元催化剂,W可以提高催化剂高温(>400℃)活性,同时抑制Mo在高温区间导致的副反应发生,Mo可以提高低温(<300℃)活性,弥补W在低温区间的活性不足。该四元催化剂最大活性99%,温度窗口(脱硝活性>80%)为280～420℃,在180～380℃范围内SO2氧化率为零,在0～1000℃范围内存在3个失重峰,100～130℃结晶水蒸发,230～270℃有机添加剂分解,500～530℃无机盐分解,微观镜像表明该催化剂颗粒均匀致密,粒径大小一致,没有出现团聚现象,具有完整的微孔结构。

抗SO_2和H_2O中毒的低温NH_3-SCR脱硝催化剂研究进展

低温NH3-SCR技术能在较低温度下实现NOx高效转化为N2,具有较好的经济效益,应用前景广阔。若反应气体中含有H2O和SO2时,会导致低温NH3-SCR催化剂中毒失活,限制了低温NH3-SCR技术的应用。本文对低温NH3-SCR催化剂H2O和SO2中毒机理进行了阐述,重点关注以V、Mn、Ce、Fe 4种过渡金属和以贵金属为活性组分的低温NH3-SCR催化剂的研究进展,分析了元素掺杂、载体性质、制备方法和反应机理等方面与催化剂抗SO2和H2O中毒性能的关系。针对当前存在的问题,指出了今后的研究重点是深入分析催化剂中毒时硫酸盐类的生成过程,并提出相应的控制对策。

溶胶/粉末复合浸渍法制备颗粒状SCR脱硝催化剂的特性

针对以V2O5-WO3/TiO2为成分的颗粒状SCR脱硝催化剂在制备过程中存在的有效组分加载均匀性等问题,尝试了利用偏钛酸溶胶作为载体的催化剂生产方法.利用粉末/溶胶复合浸渍方式设计出4种催化剂的制备方法并分别制得样品.通过在不同温度条件下样品对烟气中NOx成分去除效能的性能测试,以及进行相关的微观表征分析,研究比较了不同制备方式对催化剂特性的影响规律,旨在探索出一种合理、高效的催化剂制备工艺.结果表明:利用偏钛酸溶胶作为载体,同步浸渍加载WO3和V2O52种组分,相比传统的粉末浸渍和两步浸渍方式,该方法能够使浸渍组分在载体表面获得较高的覆盖率,并有效避免了浸渍组分溶出和重结晶现象的发生,所制得的催化剂样品具有较高的脱硝效率.

燃煤电站SCR催化剂更换周期及策略优化数学模型

对燃煤电站烟气脱硝选择性催化还原(SCR)催化剂的有效管理进行了研究,得到催化剂活性预测模型、反应器脱硝性能计算数学模型和催化剂更新效益评估模型。根据这些模型,可以对催化剂更新策略进行研究,并可对其效益进行评估。SCR脱硝反应器性能计算可采用分层计算的方法,所有催化剂层脱硝潜能之和即为反应器脱硝潜能的总和。对运行数日的催化剂及新催化剂样品进行了催化活性测试,得到了催化剂失活函数,为催化剂更新及其效益评估的工程实践打下了基础。

蜂窝状SCR脱硝催化剂成型配方选择

通过对钒钛基蜂窝状SCR脱硝催化剂的制备工艺研究,探索了二氧化钛(TiO2)载体及成型剂配方对产品机械性能及脱硝活性的影响.分别选用工业级硫酸法锐钛型TiO2和进口商业纳米锐钛型TiO2为载体原料,所考察的主成型剂包括二氧化硅(SiO2),活性氧化铝(γ-Al2O3),以及SiO2和硼酸(H3BO3)的混合粉体.进一步对载体及所制备催化剂样品进行表征,机械强度及脱硝活性测试.结果表明,商业纳米级TiO2较工业级TiO2在杂质含量、粉体粒径、分散度等方面占有明显优势,但TiO2晶粒尺寸要高于后者,比表面积亦低于工业级样品.在SCR催化剂制备上,相对工业级TiO2而言商业纳米级TiO2制备样获得了较高的机械强度,但其在脱硝活性方面并不占有优势.而对主成型剂配方的探索显示,以SiO2与H3BO3按一定比例混合得到的成型剂配方不但能够显著提高蜂窝状催化剂的机械性能,另一方面也能够维持其较高的脱硝活性,因此该配方作为钒钛基SCR催化剂的成型剂是合理可行的.

SCR脱硝系统蜂窝式催化剂性能评估及寿命管理

以某燃煤电厂选择性催化还原(SCR)脱硝系统蜂窝式催化剂为研究对象,在中试试验台上对不同运行时间下的催化剂脱硝性能进行了检测,评估了不同工况下的脱硝效率、氨逃逸量、SO2/SO3转化率等性能参数,并运用X射线衍射、X射线荧光光谱仪和氮气吸脱附等方法对催化剂进行了理化特性表征。结果表明:催化剂未发生因运行温度过高造成的烧结失活;运行过程中飞灰沉积造成的微观特性劣化是导致催化剂脱硝性能下降的主要原因。在此基础上给出了催化剂寿命管理建议,以期为电厂的运行管理提供参考。

SO2氧化对SCR法烟气脱硝的影响

实验室制备了V_2O_5-WO_3/TiO_2脱硝催化剂,并通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征,在固定床反应器中以不同的烟气组成研究SO_2对催化剂脱硝性能的影响。结果表明,进气中含有SO_2将降低NO的脱除效率,同时也会减少N_2O的生成,而NO的存在抑制了SO_2催化剂上的氧化。对600 MW电厂的SCR反应进行估算发现,空气预热器中NH_4HSO_4的生成量较大。

燃煤锅炉烟气SCR脱硝工艺关键技术研究

针对燃煤锅炉烟气中氮氧化物去除技术,主要探讨了选择性催化还原脱硝工艺的关键技术。对不同锅炉燃烧方式、不同烟气参数下选择性催化还原技术中烟气混合技术和催化剂技术对工程设计、运行、烟气脱硝率、氨逃逸及SO2/SO3氧化率等参数影响进行了阐述。

不同方式合成纳米TiO_2载体在SCR脱硝催化剂制备中的应用

通过不同方式合成纳米TiO2,并以此为载体负载活性物质制得1%V2O5-10%WO3/TiO2的SCR脱硝催化剂.纳米TiO2制备方式包括溶胶凝胶法、TiCl4水解法、直接沉淀及均相沉淀法.试验结果表明,用这4种方法制备得到的TiO2均为锐钛型,以均相沉淀法合成的纳米TiO2为载体制得的催化剂具有较高的比表面积及脱硝性能,并表现出明显的活性温度窗口.进一步引入超声作用优化均相沉淀反应条件,结果表明,相比同类型传统方法,超声均相沉淀工艺能够明显提高纳米TiO2产品的比表面积与分散度,缩小二次颗粒尺寸,并使得所制备催化剂脱硝性能得到显著提高,且具有较好的抗水、抗硫特性.

燃煤电厂蜂窝式SCR催化剂性能检测评估研究

以某燃煤电厂蜂窝式选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化剂为研究对象,对其在不同运行时间下的脱硝性能(脱硝效率、氨逃逸、活性等)进行了中试试验台检测,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM-EDS)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和氮气吸脱附对催化剂进行了理化特性表征。针对催化剂性能降低的原因,提出催化剂寿命管理建议,以期为电厂的运行管理提供参考。

SCR脱硝系统催化剂防磨措施的探讨

本文就某电厂已运行两年的SCR脱硝装置催化剂磨损情况描述,并进行分析。对于反应器截面、吹灰方式与催化剂选型的匹配等方面,给出改进建议,为SCR脱硝装置设计改进提供参考。

V_2O_5/TiO_2基SCR脱硝催化剂的制备及其催化性能

采用纳米TiO_2为催化剂载体原料,V_2O_5为催化剂,通过混合、球磨、干燥和焙烧等工艺制备选择性催化还原脱硝法催化剂,研究了催化剂的制备工艺和催化性能。通过差热分析研究催化剂的相变和烧结温度,通过模拟烟气分析装置表征催化剂的催化性能。结果表明,加入V_2O_5可以提高催化性能,以6%V_2O_5-94%TiO_2为配方的催化剂对NO的脱除率达97.15%温度窗口为(300～420)℃。

γ-Fe_2O_3对SCR DeNO_X的促进试验研究

在SCR DeNOX试验中,研究了在各种催化剂作用下,加入γ-Fe2O3细颗粒对NOX脱除的促进作用.结果表明,γ-Fe2O3对SCR DeNOX有一定的促进作用,但对不同的原始催化剂其促进效果不一.用γ-Al2O3做原始催化剂外加γ-Fe2O3的促进作用最为明显,最大脱除效率从39.6%提升到55.2%,且最佳反应温度降低了30℃.用γ-Al2O3作原始催化剂外加γ-Fe2O3脱硝有一定的现实意义.

火电厂SCR法脱硝催化剂的几个重要指标介绍

以某1000MW机组SCR系统所采用催化剂指标为实例,介绍了火电厂SCR法脱硝中催化剂的作用、成分与种类,重点介绍了催化剂一些重要的物理、化学和性能指标,以及它们对催化剂活性和系统运行的影响。有助于技术人员了解催化剂的关键指标,为催化剂评标、验收以及失效评估工作提供参考。

燃气-蒸汽联合循环机组SCR脱硝技术研究

以某9F级燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉为原型,进行了选择性催化还原(SCR)脱硝系统改造设计研究,根据脱硝系统所需氨耗量和烟气参数设计了氨水蒸发系统,根据余热锅炉的具体尺寸和实际运行烟温参数确定了催化剂的布置位置和参数,并采用数值模拟方法研究了改造后余热锅炉脱硝系统的烟气流场。结果表明:对于高位布置的燃气轮机,在扩口段烟道可不设置导流板;采用分区可调的多组一体式氨注射混合器,能在较短距离内加强氨气和NOx的混合;项目改造完成后进行了喷氨优化调整试验,最终脱硝系统出口截面上的NOx分布相对标准偏差从29.6%降至19.6%,氨逃逸量从3.46μL/L降至2.89μL/L,改善效果明显。

大型燃煤电站用SCR烟气脱硝催化剂发展概况

介绍了大型燃煤电站SCR脱硝催化剂的国内外发展情况、国家环保政策需求、市场销售预测和发展前景及面临的问题,概述了国内SCR脱硝技术立项研究的必要性。

Co-Ce氧化物对MnO_x/TiO_2低温SCR脱硝催化剂的影响

采用挤出成型法制备出一系列MnOx/TiO2负载型催化剂,在393 K和氨气为还原剂的条件下进行SCR反应,得出MnOx含量为20%时脱硝效率最佳。SEM观察发现催化剂表面形成纳米级"牵牛花"物体,为含锰的氧化物。分别添加6%的Co和Ce氧化物后,脱硝效率达到最高。对6%Ce-6%Co-20%MnOx/TiO2进行XRD,XPS,SEM和BET表征,发现其有更多的Mn2O3相转化成MnO2,TiO2的结晶度降低,CeOx的加入提高了催化剂储存能力,化学吸附氧浓度增加,催化活性提高。从Co2p XPS图中发现新鲜催化剂中Co元素以CoTiOx形式存在,经过SCR反应后变为CoOx。

烟气成分及SCR脱硝系统运行特性对烟羽形成的影响

某电厂600 MW机组在完成环保改造后,烟囱排烟出现不透明烟羽现象。为此,对烟气成分以及对烟羽形成影响较大的选择性催化还原(SCR)脱硝系统特性进行了研究。结果表明:烟气中的SO_3体积分数会随着燃煤中硫分的增加而增加,且经过SCR脱硝系统后,烟气中SO_3体积分数显著提高,会诱发可见烟羽;SCR脱硝反应器出口的NO_x分布反映出流场的不均,其所造成的氨逃逸过大会增加可见烟羽产生的概率;SCR脱硝催化剂的磨损、失活等因素增加了可见烟羽出现的概率。该结论可为制定烟羽治理方案提供理论依据。