废弃SCR脱硝催化剂无害化处理的研究进展

鉴于废弃SCR脱硝催化剂中含有多种痕量重金属以及可回收利用物质,从处理工艺包括重金属的去除、有价金属的回收等方面综述了废弃SCR脱硝催化剂无害化处理的现状,总结了现阶段的研究重点以及工业化应用的瓶颈。目前主要关注废弃SCR脱硝催化剂中钒、钨、钛的回收工艺,但工业化成本昂贵,难以实现效益均衡化。根据现行废弃SCR脱硝催化剂的处置规范,烟气飞灰中重金属的存在是废催化剂处置工艺复杂化的关键。研究重金属的去除以及有价金属的回收,方能最终实现针对废弃SCR脱硝催化剂无害化处理工艺的综合研发。     

SCR脱硝催化剂失活机理研究进展

在烟气脱硝系统中,选择性催化还原催化剂的中毒和再生是广泛关注的问题。本文从催化剂的烧结、As、Ca、碱金属中毒等方面阐述了SCR脱硝催化剂的失活机理。通过总结催化剂的各种失活机理,可以有针对性地根据燃料的特性以及飞灰的成分进行SCR脱硝系统的优化设计,从而有针对性的制定防止催化剂失活的措施,这对延长催化剂寿命,降低SCR脱硝系统的运行维护费用具有重要意义。     

燃煤发电厂SCR脱硝技术原理及催化剂的选择

阐述了SCR反应的基本原理,SCR高含尘布置系统主要构成以及选择催化剂应注意的要素。     

浅析废烟气脱硝催化剂环境管理

随着"十二五"期间国家对氮氧化物排放的控制越来越严格,选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术被广泛应用于火电厂的脱硝工程。本文介绍我国目前废烟气脱硝催化剂的产生情况、存在的环境风险以及发达国家的管理经验,从而提出我国将废烟气脱硝催化剂纳入危险废物管理,推行危险废物经营许可证制度,加强产生和经营单位的日常监督管理,从而促进行业的健康可持续发展。     

飞灰负载Cr-Cu-Mn催化剂的中低温SCR脱硝性能及其机制

选取煤基飞灰作为催化剂载体,分别以Cr₂O₃和CuO、Mn₂O₃为主活性组分和助活性组分,采用超声辅助浸渍法制备Cr₈Cu₂Mn_x/FA催化剂并进行SCR脱硝实验。分析了Mn掺杂量对Cr基催化剂脱硝活性和抗水性的影响,通过BET、XRD、TPD、TPR、XPS等手段对催化剂的理化性质进行表征。结果表明：Mn的添加可以拓宽Cr基催化剂的脱硝活性温度窗,促使Cr₈Cu₂Mn_x/FA催化剂在200～350℃温度区间内的脱硝效率达到100%,且具有良好的抗水性;适当添加Mn可以提高催化剂表面酸性、氧化还原能力及表面吸附氧含量,拓宽催化剂的脱硝温度窗并促进活性金属组分中铬、铜的电子转移(Cr⁵⁺→Cr³⁺→Cr²⁺,Cu⁺→Cu²⁺)。     

新型SCR脱硝催化剂对汞的催化氧化研究

现有脱汞技术存在成本高、对设备有腐蚀的问题,通过对传统SCR催化剂进行改性,提高汞氧化性能,开发出同时脱硝脱汞新型催化剂,考察了NH3以及HCl等对脱汞性能的影响。结果表明:SCR催化剂改性后零价汞氧化率可达40%以上,NH3对零价汞的催化氧化有抑制作用;HCl对零价汞的催化氧化基本无影响。     

层柱粘土催化剂在SCR烟气脱硝中的应用

电站锅炉排放的氮氧化物（NOx）是大气污染的主要来源之一,对人类的健康构成了极大的威胁。在我国燃煤电站中,大多采用低NOx燃烧技术,而脱硝效率较高的选择性催化还原（SCR）技术则应用较少。随着我国NOx排放标准的日益严格,SCR技术将会在我国获得较大的发展。在SCR技术的应用过程中,催化剂的制备生产是其中最重要的组成部分,其催化性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。层柱粘土（Pillared Interlayer Clays,PILC）催化剂,是近年来国际上正在大力研究开发的一种新型催化材料,具备非常优异的催化性能。我国拥有丰富的膨润土资源,它是制备层柱粘土的主要原料。研究层柱粘土催化剂对于我国的环保产业及非金属矿业的发展具有重要意义。     

Ce改性钒磷氧催化剂的制备及其脱硝性能研究

采用Ce调控负载型钒磷氧（VPO/TiO₂）催化剂的表面酸性并与之形成密切相关的微观结构,研究催化剂VPO-Ce/TiO₂的脱硝性能.结果表明,当P/V为1/3、Ce/V为1/4、活性组分负载量10%、催化剂焙烧温度为400℃时,催化剂的脱硝活性最好,反应温度250~350℃范围内的脱硝率高于96.0%.BET测试结果表明,催化剂0.1VP（0.33）O-Ce（0.25）/TiO₂的比表面积为10.74m²/g,较0.1VP（0.33）O/TiO₂提高了约58.6%.0.1VP（0.33）O/TiO₂表面化学吸附氧（O_α）和晶格氧（O_β）的比例O_α/O_β为72%,掺杂Ce后O_α/O_β升高至85%,Ce掺杂还能促进相邻V⁵⁺和V⁴⁺的形成,提高催化剂的氧化还原性能.Ce掺杂对催化剂的表面酸性影响较大,当Ce/V为1/4时催化剂表面Brønsted酸最强,这与活性测试相吻合.控制烟气中SO₂和水蒸气的体积浓度分别为200×10^-6和4vol.%,催化剂的脱硝活性在150~300℃温度范围内最高下降约15.8%,当温度高于300℃时催化剂的脱硝活性几乎不下降,且反应后的催化剂表面无硫酸根生成,催化剂呈现出较强的抗SO₂和水蒸汽的性能.     

宽温催化剂在燃煤电厂全负荷脱硝中的应用

本文研究了宽温催化荆在燃煤电厂全负荷脱硝中的应用。该新型宽温催化荆可在SCR入口烟温275-420℃范围内连续运行,脱硝效率不小于85%。研究结果表明,在100%负荷工况下,SCR入口烟温375℃,脱硝效率为85.31%。在35%负荷工况下,SCR入口烟温275℃,脱硝效率为85.05%。使用该新型宽温催化剂可保证燃煤电厂机组在全负荷工况下的脱硝需求,但需增加一定的投资。     

低温脱硝催化剂的研究现状

低温SCR脱硝处理可避免中温SCR催化的堵塞、磨损等问题,减轻K、Na、Ca、As等元素对催化剂的污染和中毒,建设成本低。通过介绍各种低温脱硝催化剂体系及研究进展,全面论述形成的不同氧化物相、不同制备方法、载体改性和催化剂内部结构特征对催化剂低温活性的影响;着重分析催化剂的中毒机理和抗中毒性能提高的方法。一方面,SO2浓度对催化剂的双重影响归结为催化剂表面形成的硫酸盐数量,H2O和催化剂表面反应物的竞争吸附;另一方面,催化剂活性组分改性和制备方法改进可以提高催化剂的抗硫和抗H2O性能;最后指出低温SCR脱硝技术的未来研究方向和应用重点。     

废SCR脱硝催化剂中钨和钒的浸出实验研究

废SCR脱硝催化剂中钨和钒的浸出是实现其回收的关键.采用碳酸钠混合焙烧-稀硫酸浸出法,对废SCR脱硝催化剂中金属钨和钒的浸出实验进行了研究,考察了焙烧温度t_1(℃)、焙烧时间t_2(h)、硫酸浓度c(v/v)、液固比w、浸出温度t_3(℃)、浸出时间t_4(h)、Na_2CO_3与催化剂的质量比m(Na_2CO_3)/m(催化剂)等因素对钨和钒浸出率的影响.结果表明,在t_1为800℃、t_2为3 h、c为2%、w为8:1、t_3为80℃、t_4为4 h、m(Na2CO3)/m(催化剂)为1.2的反应条件下,废SCR脱硝催化剂中钨和钒的浸出率可分别高达99.08%、98.49%,为后续钨和钒的高效提取与回收提供了有利的条件.     

铁基催化剂的微波水热处理对其SCR脱硝性能的影响

利用微波对共沉淀制备的铁铈钛复合氧化物催化剂前驱体进行水热处理,探讨了微波水热处理对铁基催化剂低温SCR脱硝性能的优化;并对微波水热处理条件的影响进行了正交分析.结果表明:对铁基催化剂前驱体进行微波水热处理,可提高其低温SCR脱硝性能,使其脱硝温度窗口向低温偏移;且微波水热处理的低温优化效果与催化剂中Fe/Ti摩尔比密切相关,Fe/Ti摩尔比越小,微波水热处理的低温优化越强;微波加热方式和微波辐射时间会影响微波水热处理对铁基催化剂SCR脱硝性能的低温优化;在相同微波辐射时间条件下,当P30逐渐变为P80,微波水热处理对铁基催化剂低温SCR脱硝的促进作用降低;在P30条件下,微波辐射15min使铁基催化剂具有最佳低温SCR脱硝活性.     

Kinetics of selective catalytic reduction of NO by NH_3 on Fe-Mo/ZSM-5 catalyst

The catalyst of Fe-Mo/ZSM-5 has been found to be more active than Fe-ZSM-5 and Mo/ZSM-5 separately for selective catalytic reduction (SCR) of nitric oxide (NO) with NH_3.The kinetics of the SCR reaction in the presence of O_2 was studied in this work.The results showed that the observed reaction orders were 0.74-0.99,0.01-0.13,and 0 for NO,O_2 and NH_3 at 350-450℃,respectively. And the apparent activation energy of the SCR was 65 kJ/mol on the Fe-Mo/ZSM-5 catalyst.The SCR mechanism was also deduced. Adsorbed NO species can react directly with adsorbed ammonia species on the active sites to form N_2 and H_2O.Gaseous O_2 might serve as a reoxidizing agent for the active sites that have undergone reduction in the SCR process.It is also important to note that a certain amount of NO was decomposed directly over the Fe-Mo/ZSM-5 catalyst in the absence of NH_3.     

Iron-doped Mn-Ce/TiO2 catalyst for low temperature selective catalytic reduction of NO with NH3

The catalysts of iron-doped Mn-Ce/TiO 2(Fe-Mn-Ce/TiO 2) prepared by sol-gel method were investigated for low temperature selective catalytic reduction(SCR) of NO with NH 3.It was found that the NO conversion over Fe-Mn-Ce/TiO 2 was obviously improved after iron doping compared with that over Mn-Ce/TiO 2.Fe-Mn-Ce/TiO 2 with the molar ratio of Fe/Ti = 0.1 exhibited the highest activity.The results showed that 96.8% NO conversion was obtained over Fe(0.1)-Mn-Ce/TiO 2 at 180°C at a space velocity of 50,000 hr 1.Fe-Mn-Ce/TiO 2 exhibited much higher resistance to H 2 O and SO 2 than that of Mn-Ce/TiO 2.The properties of the catalysts were characterized using X-ray diffraction(XRD),N 2 adsorption,temperature programmed desorption(NH 3-TPD and NOx-TPD),and Xray photoelectron spectroscopy(XPS) techniques.BET,NH3-TPD and NOx-TPD results showed that the specific surface area and NH3 and NOx adsorption capacity of the catalysts increased with iron doping.It was known from XPS analysis that iron valence state on the surface of the catalysts were in Fe3+ state.The doping of iron enhanced the dispersion and oxidation state of Mn and Ce on the surface of the catalysts.The oxygen concentrations on the surface of the catalysts were found to increase after iron doping.Fe-Mn-Ce/TiO2 represented a promising catalyst for low temperature SCR of NO with NH3 in the presence of H2 O and SO2.     

FeSO4催化剂模块的制备及对其脱硝性能影响的研究

SCR是目前广泛应用的烟气脱硝技术,本文研究的催化剂模块制备技术,对于低成本SCR催化剂的国产化开发具有重要意义.本文采用催化剂性能评价实验方法,研究了面向工程应用的FeSO4催化剂模块的制备技术,将活性成分有效地负载在陶瓷蜂窝体上.该催化剂样品在氨氮摩尔比为NH3/NOx=1和SV空速为10000h-1的真实烟气条件下,在280～380℃的温度区间内脱硝效率均在80%以上,连续运行60h后,活性并未出现明显的下降,表明该催化剂模块具备一定的抗中毒性能和机械强度.     

脱硝副产物硫酸氢铵在飞灰表面沉积与演化特性

空预器堵塞常来源于脱硝副产物硫酸氢铵(ABS)与飞灰的共沉积,通过模拟空预器内温度场,探究ABS与飞灰共存条件下的沉积与演化特性,以期为空预器堵塞防治提供指导.飞灰对烟气中生成的ABS存在捕集和吸附作用,提高了ABS沉积速率与初始生成温度.在100μL/L SO₃与50μL/L NH₃条件下,ABS的初始沉积温度在240～270℃之间.高温段反应篮内无明显的ABS液滴存在,飞灰存在结块现象;低温段反应篮壁面出现少量小液滴,飞灰呈现大颗粒状.ABS沉积将导致飞灰颗粒的积聚和粘附,并在飞灰表面转化为分解温度较高的各种硫酸盐类物质.与低温段硫酸滴在飞灰上演化形成的硫酸盐相比,ABS转化形成的硫酸盐具有较低的相对分解温度.     

Ce-Mn/TiO2催化剂选择性催化还原NO的低温活性及抗毒化性能

用浸渍法制备了Ce-Mn/TiO2催化剂,考察了其在O2存在条件下选择性催化还原(SCR)NO的活性和抗SO2及H2O毒化的性能.结果表明,反应温度、空间速度、NO进口浓度和NH3/NO摩尔比对NO转化率的影响较小;在120℃的低温条件下,该催化剂显示了良好的催化活性,NO的转化率始终保持在95%以上.该催化剂有良好的同时抗SO2和H2O毒化能力.     

铝改性粉煤灰漂珠吸附水溶液中砷的性能研究

采用湿法与干法相结合的方法合成铝改性粉煤灰漂珠环境材料,借助静态吸附实验研究吸附剂量、pH值、离子强度、共存离子、反应时间和温度对其吸附水溶液中砷性能的影响,并进行吸附等温线和动力学拟合.结果表明:铝改性粉煤灰漂珠吸附水中As(V)的最佳pH值范围为中性偏酸;混合离子和H2PO4-对As(V)的吸附影响较大,CO32-次之;离子强度对As(V)吸附的影响不明显;在温度298K、吸附剂量2.5g/L和反应时间24h的条件下,最大吸附容量约5000μg/g;吸附等温线符合Langmuir单层吸附模型;动力学过程符合准二级动力学模型.     

粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附试验研究

以粉煤灰为主要原料制成粉煤灰陶粒,研究其对废水中磷酸盐的去除情况.同时,考察了影响粉煤灰陶粒吸附磷酸盐的主要因素及平衡吸附量,并对其进行吸附等温模型拟合分析.结果表明,粉煤灰陶粒对磷酸盐的去除率随粉煤灰陶粒投加量的增大而增加,较高的磷酸盐初始浓度可以加快磷酸盐的吸附.在较宽pH(4～10)范围内,均能呈现较好的磷酸盐去...     

稻壳基活性炭催化剂的低温NH3-SCR抗硫性能

以稻壳基活性炭（DAC）为载体,利用等体积浸渍法制备了DAC负载Mn、Ce氧化物的Mn-Ce/DAC脱硝催化剂,并用于氨法SCR反应.采用N₂吸附、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和程序升温吸附脱附（TPR/TPD）等手段对催化剂的物理化学性能进行了表征.结果发现与商业木屑基活性炭负载Mn、Ce氧化物催化剂（Mn-Ce/MAC）相比,Mn-Ce/DAC具有更高的Ce³⁺/Ce⁴⁺比率、表面化学吸附氧含量以及表面Brønsted酸性位点,这与其优良的低温SCR活性及抗硫抗水性能直接相关.原位红外光谱结果显示在含硫气氛中Mn-Ce/DAC表面的硫酸盐含量明显低于Mn-Ce/MAC,表明前者具有优良抗硫性能.