V-Mo系催化剂在不同活化气氛下的性能研究

制备了V-Mo-O系列苯氧化制顺酐催化剂,考察了该系列催化剂在N2、空气、密闭等不同氛围下活化处理后催化剂的性能变化,并采用成熟的带原料苯活化催化剂的方法对催化剂进行活化,将催化剂的性能结果与前面不同活化氛围下催化剂的性能结果进行比较。结果发现,在密闭气氛条件下,450℃活化处理的催化剂的活性和选择性很好。通过XRD、SEM、XPS-EDX、TPR和BET等结构表征,发现不同活化氛围下催化剂微观结构发生明显的变化,V元素价态也发生变化,使催化剂的还原度不同,从而活性相的形成不同,进而对催化剂的活性和选择性产生影响。

Nb改性V-Mo/Ti脱硝催化剂的抗Na中毒性能研究

分别制备了V-Mo/Ti和V-Mo-Nb/Ti脱硝催化剂,对比研究了两种催化剂的脱硝活性和抗Na中毒性能。采用XRD、BET、NH3-TPD、H2-TPR和XPS对催化剂进行表征分析。结果显示:添加Nb可有效抑制催化剂因Na中毒而导致的酸性、还原性下降,以及催化剂表面化学吸附氧的减少。因此,相比V-Mo/Ti-Na催化剂,V-Mo-Nb/Ti-Na催化剂体现了较好的脱硝活性。

钕铌共掺杂对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

通过添加助剂可以提高催化剂脱硝活性,因此采用浸渍法,制备了Nd、Nb共掺杂的V-Mo/Ti脱硝催化剂,并采用XRD、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD等测试手段对催化剂的物理化学性质进行分析。结果表明:经Nd、Nb改性后的催化剂H_(2)还原峰峰顶温度向低温方向移动,说明加入Nd、Nb后在一定程度上调节了催化剂活性组分的分散程度;V-Mo-Nd-Nb/Ti催化剂的O_(α)含量最高,有利于其脱硝性能;Nd和Nb的共掺杂催化剂的整体脱硝活性要优于V-Mo/Ti催化剂,在210℃下催化剂的脱硝效率能够达到71.8%,还能减少N_(2)O的生成。该催化剂还具备优良的抗SO_(2)、H_(2)O性能,反应28 h后,催化剂的脱硝效率依然能达到93%左右。

Mo对平板式V-Mo/Ti脱硝催化剂活性及SO_(2)氧化性能的影响

在工业脱硝催化剂生产线上制备不同MoO_(3)含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂,通过XRF、XRD、N_(2)吸附-脱附、Raman、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、SO_(2)-TPD、TG和耐磨强度对催化剂物化性质进行分析。在固定床反应器中考察催化剂的脱硝活性,并研究MoO_(3)含量对催化剂SO_(2)氧化性能的影响。结果表明,提高催化剂中MoO_(3)含量,对催化剂的晶型、孔结构影响较小,对催化剂单板的机械性能有一定的负面影响。相比V-Mo(3)/Ti催化剂,V-Mo(5)/Ti催化剂的酸性变化不大,还原性能提升,具有更好的脱硝活性。当MoO_(3)含量达到质量分数6.98%时,催化剂的总酸量明显降低,导致脱硝活性下降。提高催化剂中MoO_(3)含量造成脱硝反应过程中副产物N_(2) O生成量的增加,但较高的MoO_(3)含量可以有效减少催化剂对SO_(2)的吸附,减少脱硝反应过程中硫酸氢铵的生成。综合来看,V-Mo(5)/Ti催化剂显示了最佳的反应性能。

Sb对V-Mo/Ti催化剂协同脱硝脱汞性能的影响

采用分步浸渍法制备了V-Mo-Sb/Ti催化剂,通过XRD、XRF、N2-吸附脱附、NH3-TPD、H2-TPR、UV-Vis、XPS等手段对催化剂的物化性能进行表征,通过固定床反应器考察了催化剂的脱硝性能及单质汞(Hg0)氧化性能。结果表明,Sb的引入提高了V-Mo/Ti催化剂的比表面积、孔容、表面酸量、还原性能、化学吸附氧含量,从而提升了催化剂的脱硝性能和Hg0氧化性能。此外,V-Mo-Sb/Ti催化剂还表现出较好的抗SO_(2)、H2O性能。

不同载体对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能影响研究

选用了两种比表面积的TiO_(2)制备了V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、H_(2)-TPR、Raman、NH_(3)-TPD、O_(2)-TPD、SO_(2)-TPD对不同催化剂的物理化学性质进行了分析。通过固定床微型反应评价装置,对不同催化剂的脱硝性能进行了考察。通过全尺寸脱硝催化剂中试评价装置,对比了不同催化剂的SO_(2)/SO_(3)转化率。结果显示:V-Mo/Ti脱硝催化剂中,当小比表面积TiO_(2)-A和大比表面积的TiO_(2)-B的质量比为75:25时,催化剂与全用小比表面积TiO_(2)-A制得的催化剂相比,聚合态钒物种的含量降低,催化剂的还原性能提升,酸性略有下降,催化剂的Oα含量明显增加,表明催化剂的脱硝性能增强。继续增加大比表面积TiO_(2)-B的质量比至50%,催化剂的酸性下降明显,导致催化剂的脱硝活性下降。大比表面积的TiO_(2)-B的用量增加可以降低催化剂的SO_(2)/SO_(3)转化率。总体而言,当小比表面积TiO_(2)-A和大比表面积的TiO_(2)-B的质量比为75:25时,制备的V-Mo/Ti脱硝催化剂展示了较优的脱硝效果。

Ce对V-Mo/Ti脱硝催化剂抗K中毒性能的影响研究

为增强工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的抗K中毒性能,对其进行Ce改性。采用XRD、SEM、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD、NH_(3)-DRIFTS等表征手段,分析了催化剂的物理性质和化学性质。使用固定床微型反应器,研究了Ce对V-Mo/Ti催化剂脱硝性能、抗K中毒性能的影响。结果显示:Ce的引入,增加了V-Mo/Ti催化剂的脱硝活性。同时,减轻了V-Mo/Ti催化剂因K中毒所引起的比表面积、还原性能、O_(α)/(O_(α)+O_(β))比率、酸性的下降。V-Mo-Ce-K/Ti催化剂的脱硝活性明显优于V-Mo-K/Ti催化剂,即Ce有效增强了V-Mo/Ti催化剂的抗K中毒性能。

P对V-Mo/Ti脱硝催化剂的性能影响研究

为提升工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的活性,采用浸渍法对其进行P改性。使用XRD、N_(2)-吸附脱附、XPS、H_(2)-TPR、UV-vis等表征手段对催化剂的物化性质进行分析。随后,在固定床微型反应器上测试了催化剂的脱硝活性。结果显示,向V-Mo/Ti催化剂上负载P后,催化剂的晶型和孔结构无明显变化。P促进了催化剂上聚合钒的生成,导致催化剂(V^(3+)+V^(4+))/V^(5+)比率、化学吸附氧含量的增加。煅烧温度的提升则会进一步促进这个增长趋势,这对催化剂脱硝活性的提升有积极的影响。此外,P的负载还会影响催化剂的酸性。当煅烧温度较低(≤500℃)时,V-Mo-P/Ti催化剂的酸量较高。继续升高煅烧温度,催化剂上的P_(2)O_(5)增加,导致其酸性下降。500℃煅烧制得的催化剂体现了优良的脱硝活性和抗SO_(2)、H_(2)O性能,具有较好的工业应用前景。