Ce-Sn-W-O_x催化剂的配伍优化及脱硝影响因素

采用共混热解法制备系列Ce-Sn-W-Ox复合氧化物,用于NH3选择性催化还原NO。通过正交实验优化CeSn-W-Ox配方,采用环境扫描电镜(ESEM)、X-射线衍射仪(XRD)等表征分析催化剂的微观形貌和固相结构,确立Ce-Sn-WOx最佳配比及结构形貌。结果表明,以粒度为5~8 mm的堇青石瓷片担载分散Ce-Sn-W-Ox,进行NH3-SCR脱除NO,当Ce/Sn/W元素摩尔比为1∶0.8∶0.6时,Ce Sn0.8W0.6Ox/堇青石NH3-SCR脱除NO效果最好。当空速为7 200 h-1,催化剂在252~426℃内脱除NO效率均大于94%。重点考察了反应空速(GHSV)、水蒸气(H2O)、SO2等对Ce Sn0.8W0.6Ox/堇青石NH3-SCR脱除NO活性的影响。研究表明,空速低于10 000 h-1时,催化剂脱硝活性受空速影响小;单独通入5%H2O对催化剂脱硝活性基本没有影响;单独通入429 mg/m3SO2导致催化剂活性略有降低;同时通入429 mg/m3SO2和5%H2O,催化剂脱硝活性下降至85.33%,除去SO2和H2O后,催化剂活性又能明显回升。     

非沥青基煤质氧化活性炭的脱硝特性

采用固定床反应器、XPS、FTIR和BET等技术研究了脱硝过程中脱硝时间和温度与烟气中NH_3和O_2浓度对非沥青基煤质氧化活性炭(NPAC-WO)脱除NO的影响及其作用机理。结果表明:在脱硝反应初期生成新活性位或活性官能团促使脱硝率由15.94%增大为39.89%;烟气中O_2浓度增加有利于NO_x脱除;在30℃,NPAC-WO无氨条件下可直接吸附NO_x,V(NH3)/V(NO)大于0.8时,NH_3存在也可促进NO_x脱除;低温和高温均利于NO_x的脱除,在30℃和250℃时,脱硝率分别高达73.05%和99.20%。     

助剂(C_2H_4、NH_3)添加对AC/DC流光放电等离子体脱硝效果的影响

等离子体法脱硝被认为是一种非常环保有效的脱硝技术,为了探究等离子体对NO_x的作用过程,选用AC/DC流光放电等离子体及模拟烟气,考察了烟气流量和NO初始浓度、添加剂的种类与含量以及SO_2对等离子体脱硝的影响。结果表明:NO的脱除过程由氧化过程和还原过程同时作用,在同一功率下,NO_x脱除率随流量的增加而降低,NO初始浓度对NO_x脱除率无直接影响。氨的添加可以促进NO_x的还原脱除,乙烯的添加可以促进NO氧化转化为NO_2。烟气中SO_2存在会导致NO_x脱除效率降低,此时氨助剂的加入可以显著提高NO_x脱除率。当NH3∶SO_2=2∶1时,在15 W下SO_2脱除率可达100%,NO_x脱除率60%。     

多孔TiO2为载体的V2O5-WO3脱硝催化剂制备和表征

以硫酸氧钛为钛源,氨水为沉淀剂,制备得到大比表面积(60m2/g)的锐钛矿TiO2载体.TiO2载体具有多孔结构,孔径集中在5～12nm,孔体积达到0.24cm3/g.以多孔TiO2为载体,采用浸渍法制备不同V2O5负载量的V2O5-WO3催化剂,利用拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并研究了不同V2O5负载量催化剂的脱硝活性,以及NO浓度和NH3/NO摩尔比对催化剂活性的影响.结果表明,V2O5在TiO2表面高度分散,当V2O5负载量在3%(质量分数)以下时,载体表面钒物种为单体钒,表现出最好的脱硝活性,在280～450℃内NO转化率均能达到90%以上.该催化剂对不同进口NO浓度有较强的适应能力.采用该催化剂的脱硝工艺,NH3/NO摩尔比宜保持在0.8～1.0.     

新型MnOx/CNTs催化剂低温选择性催化还原NO

采用等体积浸渍法制备了MnOx/CNTs催化剂,用于低温NH3选择性催化还原(SCR)NO的实验.使用BET,FT-IR,TEM和XRD对催化剂进行表征,结果表明:碳纳米管经混酸超声分散,增加了羧基活性基团,锰氧化物颗粒分布较均匀.在模拟烟气条件下,考察了催化剂的MnOx负载量、煅烧温度及质量和烟气流速比(W/F)对NO脱除率的影响.煅烧温度为773 K,MnOx负载量为10%时,NO脱除率达到98.56%;W/F为2～3 mg/(mL·min-1)时NO的脱除率更高.     

Y_2O_3/AC催化剂的烟气同时脱硫脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列不同负载量的x%Y_2O_3/AC(x=2、4、6、8和10)同时脱硫脱硝催化剂,以CO为还原气,考察该催化剂同时脱硫脱硝催化活性。采用X射线衍射仪(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、比表面积(BET)对催化剂进行了表征。在不同负载量的催化剂中,6%Y_2O_3/AC表现出较好脱硫脱硝效果,SO_2和NO的T90%分别约为365℃和367℃。经HNO_3预处理过的活性炭载体制备的催化剂脱硝效果明显改善,催化剂预硫化可以显著提高脱硫脱硝活性,在550℃硫化的催化剂效果最好,NO和SO_2的T90%分别约为368和362℃,在380℃时脱硫脱硝率均可达到95%以上。     

新型MnOx/CNTs催化剂低温选择性催化还原NO

采用等体积浸渍法制备了MnOx/CNTs催化剂,用于低温NH3选择性催化还原（SCR）NO的实验。使用BET,FT-IR,TEM和XRD对催化剂进行表征,结果表明：碳纳米管经混酸超声分散,增加了羧基活性基团,锰氧化物颗粒分布较均匀。在模拟烟气条件下,考察了催化剂的MnOx负载量、煅烧温度及质量和烟气流速比（W/F）对NO脱除率的影响。煅烧温度为773 K,MnOx负载量为10%时,NO脱除率达到98.56%;W/F为2-3 mg/（mL·min^-1）时NO的脱除率更高。     

预处理对CNTs低温催化氧化NH_3性能的影响

用浓酸混合液(浓H_2SO_4)和非热等离子体(NTP)对碳纳米管(CNTs)进行预处理,对比2种方法预处理的CNTs在负载不同活性组分时NH_3的催化氧化性能,实验结果表明,浓酸混合液预处理后的CNTs,负载不同单活性组份时,NH_3转化率均低于50%,产物中没有NO和NO_2。负载不同双活性组分时,5%Co-5%Zr/CNTs在200~225℃间,NH_3的转化效率达到55%。NTP预处理的CNTs催化剂NH_3的氧化性能高于浓酸混合液预处理的CNTs催化剂,在250℃时5%Cu/CNTs催化剂NH_3的转化率基本接近90%。而250℃时,5%Cu-5%Zr/CNTs催化剂NH_3转化率约为80%,NO的生成率约为75%,NO_2生成率约3%。     

活性炭法烟气脱硫脱硝试验研究

将活性炭法烟气脱硫脱硝工艺和循环流化床技术相结合,在自行设计的试验台上进行烟气同时脱硫脱硝试验。结果表明,活性炭给料量及烟气流量对脱硫脱硝效果的影响较小;在烟气排放温度范围(100～200℃)内,升高温度对脱硝有促进作用,对脱硫有抑制作用;水蒸气对脱硫效果的影响大于脱硝,其最佳工作区域为10%～12%(质量分数);SO2浓度的增加会降低脱硫脱硝效果,而NO浓度的增加对脱硫有促进作用,对脱硝影响不大;当NH3∶NO摩尔比达到1∶1时,可得到最佳脱硝效果,此时工艺的脱硫率>70%,脱硝率>40%。     

钒硅催化脱硫脱硝的研究

考察了经10% H2-90% Ar(体积分数)还原的钒硅催化剂在固定床石英玻璃反应器中的脱硫脱硝活性,研究了反应温度、SO2/NO摩尔比及O2浓度对SO2和NO脱除率的影响.结果表明,还原后的钒硅催化剂的平均NO脱除率提高了15%左右;反应温度对脱硫脱硝影响较大,当温度为400℃以上时SO2和NO脱除率基本保持稳定;SO2/NO摩尔比为2和5时,钒硅催化剂的NO脱除率较高;模拟烟气中有O2条件下的脱硫脱硝活性明显高于无O2条件,O2体积分数为6.00%时SO2和NO脱除率达到最大.     

Ce-Fe/ACF催化剂低温选择性催化还原NO的研究

以ACF作为载体制备了一系列不同质量分数的CeO2和Fe2O3混合负载型催化剂,研究了它们催化净化NO的低温活性和活性的稳定性。同时,对比研究了CeO2/ACF和Ce-Fe/ACF净化NO的能力。活性实验结果表明,催化剂中加入Fe2O3作为助催化,能使催化剂活性、稳定性等得到明显改善。反应温度为80~120℃时,比相同质量分数CeO2/ACF催化剂的NO脱除效率提高幅度最大达到18.11%,增幅度较大;随着反应温度的升高,催化剂的脱硝效率提高幅度趋小,反应温度为200℃时,两者相比,NO脱除效率仅提高1.98%;而后随着温度的攀升,催化剂的脱硝效率提高幅度又慢慢趋大,且其效率平稳。     

不同晶型MnOx催化还原NO活性研究

为研究低温烟气脱硝的高效选择性催化还原(SCR)催化剂的催化活性,采用湿式浸渍法制备了以γ-Al_2O_3为载体、以MnO_x为活性组分的系列MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET多分子层吸附模型等测试方法对催化剂进行表征,分析Mn负载量对MnO_x晶型、形貌及催化剂比表面积的影响,并进行催化还原NO实验,通过脱硝效率反映不同MnO_x晶型时催化剂的脱硝特性。结果表明,Mn负载量对MnO_x的晶型和形貌产生明显影响。Mn负载量低于0.4mmol/g时,无法形成明显晶核;Mn负载量为0.8mmol/g时,形成球状_β-MnO_2;Mn负载量为1.2mmol/g时,形成棒状α-MnO_2。球状_β-MnO_2提高了MnO_x/γ-Al_2O_3比表面积,含球状_β-MnO_2的MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂具有最优的催化还原NO活性,175℃条件下达到84%左右的脱硝效率。H_2O(气态,下同)和SO~3 _2的存在对催化剂脱硝性能产生影响,分别持续通入600mg/mSO_2、6.000%(体积分数)H_2O 480min,脱硝效率分别下降约14百分点和10百分点。     

负载型磷酸氧钒低温脱硝催化剂的制备及其抗硫抗水性能

针对目前低温脱硝催化剂抗硫抗水性较差的不足,以TiO_2为载体负载活性组分V_2O_5,利用磷酸调控表面酸性,制备了磷酸氧钒催化剂VPO/TiO_2,并实验研究了SO_2和水蒸气对其脱硝活性的影响。结果表明:控制P与V的摩尔比为1/5,活性组分(VPO)负载量为10%,焙烧温度为400℃时,催化剂脱硝性能最好,180～400℃温度范围内脱硝率高于98%;反应温度为200℃,烟气中SO_2体积分数为200×10~(-6)～800×10~(-6)和水蒸气体积分数为4%时,催化剂的活性无明显下降。添加磷酸能够促使催化剂表面生成VOPO_4、(VO)_2P_2O_7及V~(4+)/V~(5+)氧化还原电对,提高了催化剂的低温脱硝活性。磷酸可增强催化剂的表面酸性,减少了SO_2的表面吸附及其与活性组分的反应。另外,催化剂表面以介孔为主,可提高未被水分子占据的活性位点量,FT-IR图谱显示抗硫抗水测试后的VPO/TiO_2表面未发现有硫酸根生成,VPO/TiO_2表现出较强的抗SO_2和水蒸气毒化的性能。负载型磷酸氧钒催化剂具有较高的脱硝活性和较强的抗硫抗水性能。     

ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收同时脱硫脱硝试验研究

采用ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝,研究了ClO_2/NO摩尔比、SO_2初始浓度对气相氧化段NO氧化率的影响及液相吸收段中CaCO_3浆液pH、温度和液气比对同时脱硫脱硝效果的影响。结果表明,在气相氧化段,NO的氧化率随着ClO_2/NO摩尔比的增加呈先快速增加后逐渐平稳的变化趋势;在给定的ClO_2/NO摩尔比(0.8)下,随着SO_2初始浓度的增加,NO氧化率稍有下降,高浓度SO2的存在对ClO_2氧化NO的抑制作用有限,说明ClO_2对NO的氧化反应具有良好的选择性。ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收工艺最优反应条件:ClO_2/NO摩尔比为0.8,CaCO_3浆液初始pH为7.0、温度为55℃,液气比为18L/m3。当SO2初始质量浓度为1 000 mg/m~3、NO_x初始质量浓度为509 mg/m3时,最佳反应条件下SO_2去除率达100.00%,NO_x去除率达81%左右。     

CeO_2-CoO/ACF低温SCR烟气脱氮性能的研究

活性炭纤维(ACF)经硝酸处理后采用浸渍法制备了CeO2-CoO/ACF复合催化剂,测试了其在以氨气为还原剂的低温SCR过程中的催化活性,同时研究了金属氧化物浸渍顺序及负载量、催化剂煅烧温度、空速比(SV)、NH3/NO(摩尔比)、O2含量等因素对NO转化效率的影响。研究发现,负载量为10%的CeO2-CoO/ACF复合催化剂经煅烧后在120~240℃时具有很高的催化活性,并且在NO初始浓度为1 000 mg/m3、空速比(SV)为6 000 h-1、NH3/NO为1.05、O2体积分数在3.0%时具有较高的NO转化效率。     

炭基磷钨酸催化剂的脱硝性能

以活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了负载型磷钨酸催化剂,并将其应用于NH3-SCR法低温脱硝。研究了磷钨酸(HPW)负载量和焙烧温度对脱硝性能的影响,通过BET、XRD和FT-IR等方法对催化剂进行了表征和机理研究。研究结果表明,HPW与载体活性炭之间存在着键合作用,且其在活性炭上存在的物相状态与负载量有关;研究焙烧温度时发现,负载在活性炭上的HPW随着焙烧温度的升高而逐渐发生分解;在NH3-SCR法脱硝反应中,催化剂的焙烧温度和HPW负载量对催化剂的脱硝性能有很大影响,通过XRD和FT-IR表征发现,活性炭上HPW晶相的出现和HPW的分解均不利于反应的进行。实验得到炭基HPW制备的最佳焙烧温度为400℃,负载量为30%,用于NH3-SCR法脱硝在反应温度为200℃时,NO转化率可达80.8%。     

负载铁铈氧化物的HNO_3改性介孔炭低温选择性催化还原脱硝性能研究

以铁铈硝酸盐为原料,采用等体积浸渍法制备出一系列负载铁铈氧化物的HNO3改性介孔炭(Fe-Ce/MC-HNO_3)用于低温NH3选择性催化还原(SCR)脱硝。结果表明:(1)与载体HNO3改性介孔炭相比,Fe-Ce/MC-HNO_3的脱硝性能更优,且负载率为20%(质量分数)的Fe-Ce/MC-HNO_3(20%Fe-Ce/MC-HNO_3)脱硝性能最好。(2)在170~270℃低温区间时,气体流量为51.0L/h下的20%Fe-Ce/MC-HNO_3脱硝率可达83%~98%。(3)200~230℃时,20%Fe-Ce/MC-HNO_3脱硝率在60h内仍能保持很好的稳定性。(4)当SO_2为262mg/m~3时,20%Fe-Ce/MC-HNO_3在230℃时具有良好的抗硫、脱硝性能。     

NaClO_2/尿素复合吸收剂湿法脱除烟气中的SO_2和NO

在自行设计的喷淋塔中对Na ClO_2/尿素复合吸收剂脱除烟气中的SO_2和NO进行了实验研究,实验分析了NaClO_2/尿素复合吸收剂脱除SO_2和NO机理。结果表明:SO_2被吸收液吸收的过程分为2个部分,一部分SO_2溶于水被NaClO_2氧化为SO_2-4,另一部分SO_2溶于水与尿素和氧气反应生成(NH4)2SO_4;难溶于水的NO被Na ClO_2主要氧化为NO-3,进而被尿素吸收,NO被还原为环境友好气体N2。此外,实验主要探索了Na ClO_2浓度、尿素浓度、NO进口浓度、SO_2进口浓度、初始pH值、温度对脱除NO的影响,优化选择最佳工艺条件,Na ClO_2浓度为4 mmol·L~(-1),尿素浓度为0.5 mol·L~(-1),吸收液初始pH值为7.0,温度为50℃时,平均SO_2和NO脱除率分别为100%和95.2%。     

臭氧定量氧化联合湿法吸收同时脱硫脱硝

采用臭氧定量氧化NO,并结合湿法吸收进行脱硫脱硝实验研究。吸收实验选取3种常见碱性吸收液,采用鼓泡法进行NO_x脱除效果对比,最终选定0.05 mol·L~(-1)的Ca(OH)_2乳浊液为吸收液。考察了NO和NO_2不同配比下的吸收效果,当氧化度为60%(NO_2/NO物质的量比1.3)时,吸收效果最佳。臭氧氧化实验结果表明,O_3/NO物质的量比为0.6时能达到最佳氧化度,碱液吸收NO_x脱除效率能达到76%,SO_2脱除效率达100%。当改进鼓泡方式后,最佳氧化度条件下NO_x脱除效率提高到85%。碱液pH对该法脱硝效率有影响,SO_2的存在对NO_x的脱除有一定促进作用。     

Mo掺入CeO_2/Al_2O_3选择性催化还原NO动力学研究

采用共混法制备不同系列Mo掺入催化剂(CeMo_xO_y/Al_2O_3),研究了Mo掺入对CeO_2/Al_2O_3选择性催化还原NO活性的优化,考察了内外扩散对脱硝性能的影响,并计算得出反应活化能,从动力学角度考察了Mo掺入对脱硝活性反应速率的影响。结果表明,Al/Ce/Mo元素摩尔比为5∶1∶0.15,空速为7 200 h-1,煅烧温度为550℃时,催化剂在250~425℃内脱出NO_x效率均大于90%;催化剂平均粒径小于40目时,空速大于105h-1时,内外扩散的影响可以忽略不计,CeMo_xO_y/Al_2O_3催化反应为一级反应,其中NH_3和O_2反应级数近似为0级。Ce Mo0.15Oy/Al_2O_3活化能为36.57 k J·mol-1,Mo的添加有效的减小了催化剂的表观反应活化能,增加了反应速率,提高了催化活性。