氮掺杂二氧化钛负载钒磷氧催化氧化NO的实验研究

以VPO为活性组分,N掺杂TiO 2为载体,采用浸渍法制备了VPO/TiN催化剂,基于单因素实验研究了其对NO的选择性催化氧化(SCO)性能以及抗硫抗水性能。研究表明:当P/V为1/5、N/Ti为1、活性组分负载量为10%、焙烧温度为350℃时,催化剂的SCO活性最好,NO氧化率达到61%;光致发光光谱(PL)表征显示N掺杂TiO 2在催化剂表面形成的氧空位可增强催化剂对O 2的吸附;VPO/TiN催化剂抗硫抗水性能较强,反应后的催化剂表面未发现硫酸根的特征峰,水蒸气主要通过与NO竞争吸附占据活性位点来抑制催化剂的SCO活性。     

Fe-MnOx-CeO2/ZrO2低温催化还原NO性能研究

以纳米ZrO2为载体,用浸渍法制备出Fe-MnOx-CeO2/ZrO2催化剂,考察了活性组分配比和助剂负载量对催化剂低温NH3选择性催化还原NO活性的影响,并对催化剂进行了XRD、SEM、EDS和BET表征;探讨了温度、H2O和SO2对Fe-MnOx-CeO2/ZrO2催化剂低温下NH3选择性催化还原NO的影响,结果表明,无SO2和H2O条件下,8%Fe-10%MnOx-CeO2/ZrO2催化剂具有良好的催化活性和稳定性.120℃时,催化剂的脱硝效率为85.23%,当温度升至180℃时,脱硝效率可达到92.0%.SO2和H2O共存条件下,催化剂易失活,采用傅立叶变换红外光谱对各反应阶段的催化剂进行了表征,对其失活机制进行深入研究,结果表明,催化剂失活的主要原因是催化剂表面硫酸铵盐的沉积和催化剂本身活性成分的硫酸盐化.     

NH3的低温复相选择性催化氧化

采用Cu-Ag/Al2O3复合催化剂在低温下选择性催化氧化NH3.实验结果表明,Ag/Al2O3 和Cu/Al2O3分别具有高氧化活性和高N2选择性的优点;一定负载量范围内,Cu-Ag/Al2O3复合催化剂既具有高氧化活性(介于Ag/Al2O3和Cu/Al2O3之间),又具有Cu/Al2O3的高N2选择性,当反应温度为280℃时,Cu5%-Ag5%/Al2O3对NH3的氧化率大于96%,N2选择性大于95%.催化剂表面上形成的Ag2O颗粒及其大小是影响催化剂选择性的一个重要因素.     

NH_3的低温复相选择性催化氧化

采用Cu-Ag/Al2O3复合催化剂在低温下选择性催化氧化 NH3.实验结果表明,Ag/Al2O3 和 Cu/Al2O3分别具有高氧化活性和高 N2选择性的优点;一定负载量范围内,Cu-Ag/Al2O3复合催化剂既具有高氧化活性(介于Ag/Al2O3和Cu/Al2O3之间),又具有Cu/Al2O3的高N2选择性,当反应温度为280℃时,Cu5%-Ag5%/Al2O3对NH3的氧化率大于96%,N2选择性大于95%.催化剂表面上形成的Ag2O 颗粒及其大小是影响催化剂选择性的一个重要因素.     

沿面放电氧活性物质注入协同SCR脱除烟气中NO_x

为了提高选择性催化还原(SCR)在低温区(200℃)的脱硝性能,提出利用插在烟道中的沿面放电反应器生成氧活性物质,部分氧化NO以实现低温快速SCR脱硝过程.同时,研究了氧活性物质注入实现快速SCR的脱硝性能,考察了氧活性物质注入降低二氧化硫和水蒸汽对SCR反应的影响.实验结果表明:在模拟烟气温度为150℃时,采用氧活性物质注入,部分氧化烟气中的NO以实现快速SCR反应条件下(NO/NO2浓度比为1),脱硝效率为51.9%,比标准SCR提升23%;当模拟烟气中存在SO2或H2O时,氧活性物质注入可有效降低SO2、H2O对SCR脱硝效率的影响.     

铈插层黏土负载铁催化剂在H2S选择性催化氧化过程中催化性能的研究

合成了铈插层的Laponite黏土材料(Ce-Lap),并以此材料为载体,分别负载质量分数为3%、5%、8%、10%的Fe制备Fe/Ce-Lap催化剂,通过XRD、氮气吸脱附曲线、XRF、TG、FT-IR、O2-TPD、H2-TPR、XPS等手段,对催化剂的物理化学性质进行了表征测试,并考察了催化剂在H2S选择性催化氧化反应过程中的活性.结果表明,5%的Fe/Ce-Lap在180℃时表现出最好的催化活性,能达到96%的硫产率,这归因于Fe与Ce之间的相互作用,改善了Fe3+的氧化还原能力.此外,较高的氧吸附能力及铁物种的高分散度促进了氧化反应的进行.     

焦化烟气中低温SCR催化剂制备及H_2S影响机制研究

选用纳米二氧化钛粉末P25为载体,采用浸渍法制备一系列的V/Mo-Ti催化剂,考察不同V和Mo含量对中、低温脱硝性能及N_2选择性的影响。结果表明:当温度250℃时,2V/4Mo-Ti具有最好的脱硝效率和氮气选择性,XRD和BET测试结果表明,V和Mo的负载降低催化剂的比表面积和平均孔径,但未改变催化剂的晶型。对V/Mo-Ti催化剂催化氧化H_2S的性能研究发现,V对H_2S有很强的催化氧化能力,含V催化剂在150℃时H_2S的转化率达到100%,产物主要以SO_2为主。水和H2S对不同催化剂的影响研究结果表明,与4Mo-Ti和2V-Ti相比,2V/4Mo-Ti催化剂的脱硝效率和对H_2S的耐受性均有明显提升,可在焦化烟气脱硝中取得较好效果。水和H2S对2V/4Mo-Ti催化剂耐久性的影响及其影响机理的研究表明,在烟气中存在4%水和0.01%H2S反应10 h后,脱硝效率降到70%左右;停止通水和H_2S后脱硝活性未完全恢复,说明H_2S对催化剂造成了一定的毒害作用。XPS结果显示,催化剂表面有硫酸氢铵生成,并且V5+的含量从65.5%下降至28.6%。以上两方面的因素导致了催化剂活性的降低,为催化剂的改性提供理论依据。     

V_2O_5/TiO_2催化剂用于烟气同时脱硫脱硝的研究

研究了用V2O5/TiO2催化剂同时脱除烟气中的SO2和NO,考察了H2还原温度及其它反应条件对SO2和NO脱除率的影响。结果表明,经H2还原后所制得的V2O5/TiO2催化剂可以提高脱硫脱硝活性,最佳还原温度为700℃;在450～500℃的烟气温度范围内,该催化剂有较佳的脱硫脱硝活性;在相同反应温度下,空速越大,SO2和NO的脱除率越低;烟气中的氧气可大大提高V2O5/TiO2的脱硫脱硝活性,且氧气体积含量在5%～10%范围内变化时,对SO2和NO脱除率的影响较小。     

H_2O和SO_2对Cr-Ce/TiO_2催化氧化NO性能的影响

采用浸渍法在最佳制备条件下制备了新型Cr-Ce/TiO2催化剂,并对催化剂进行了BET和XRD表征.同时,考察了反应温度、H2O和SO2对该催化剂催化氧化NO性能的影响,并对中毒催化剂进行了FT-IR分析,讨论了中毒机理.结果表明,Cr-Ce/TiO2催化剂具有良好的NO氧化活性,在空速为10000h-1、O2体积分数8%(φ)、NO进口体积分数700×10-6条件下,反应温度250℃时NO转化率可达到59.7%,330℃时NO转化率可达到最大值80.7%.单独加入10%(φ)H2O或300×10-6(φ)SO2都可使催化剂活性降低,但在较高温度时影响较小.330℃下单独通入SO2和同时通入H2O与SO210h后,由于催化剂表面生成了少量硫酸盐和亚硫酸盐,活性下降并维持在62.4%左右,能够满足对NOx进行高效吸收的要求;停止通入H2O和SO2后,催化剂活性恢复到71.6%,加热处理后活性能进一步恢复到78.5%.该催化剂具有比文献中报道的其它NO氧化催化剂更强的抗H2O和SO2毒化能力.     

掺杂La或Si对Ag/Al2O3催化剂热稳定性和脱NO活性的影响

利用BET比表面测定和X-射线衍射技术考察了掺杂La或Si的Ag/Al2O3催化剂的热稳定性,并研究了富氧条件下,丙烯在这些催化剂上选择性还原NO的活性.结果表明,掺杂La或Si能抑制Al2O3相变,使γ-Al2O3完全转化为a-Al2O3的温度升至1100℃以上.相应地,延缓催化剂比表面下降,从活性角度来看,当焙烧温度为1100℃时,与掺杂La或Si相比,不掺杂La或Si的Ag/Al 2O3催化剂活性要低得多;当焙烧温度低于1000℃时,掺杂少量La(2%La2O3)对Ag/Al2O3催化剂活性影响不大,但是,掺杂Si(2%或8%SiO2)或较高含量La(8%La2O3)会导致催化剂活性降低.综合考虑热稳定性和富氧条件下的NO还原活性,认为掺杂较低含量La(2%La2O3)的Ag/Al2O3催化剂性能最佳.     

疏水型H-ZSM-5分子筛上NO氧化反应的研究

针对NO低温氧化催化剂的抗水汽性差的问题,以疏水型高硅H-ZSM-5分子筛为NO氧化催化剂,在温度为10~90℃、NO进口浓度为0.05%~0.08%,及相对湿度为0~100%条件下,考察了NO的氧化反应.结果表明,H-ZSM-5分子筛的硅铝比由50提高至300时,湿气条件(水汽含量1.18%)下,NO氧化率由20%升高至56%;干气下,低温有利于NO氧化;湿气下(水汽含量1.18%),NO氧化率随着温度的升高先增加后减少,最佳反应温度为20℃,与NOx工业废气的排放温度相近.200h的稳定性试验结果显示,在30℃、NO进口浓度0.08%、空时0.5s、保持相对湿度为50%或100%时,NO氧化率可维持在60%和50%,催化剂具有良好的稳定性.     

Coupling catalytic hydrolysis and oxidation for CS2 removal

CS2 removal was Obtained by coupling catalytic hyidation on bi-functional catalyst.On the hydrolysis active sites,CS2 is hydrolyzed to H2S,while on the oxidation active sites,H2S is oxidized to elemental S or sulfuric acid deposited on the porous support.The above process can be expressed as followsCS2→H2O COS →H2O H2S→O2 S/SO2- 4.H2S oxidation eliminates its prohibition on CS2 hydrolysis so that the rate of coupling removal CS2 is 5 times higher than that of CS2 hydrolysis.The same active energy of hydrolysis and coupling reaction also indicates that H2S oxidation does not change the reaction mechanism of CS2 hydrolysis.Temperature has obvious effect on the process while the mole ratio of O2 concentration to CS2 concentration (O/S) does not,especially in excess of 2.5.The formation of sulfuric acid on the catalyst surface poisons hydrolysis active sites and causes the decrease of left OH-1 concentration on the catalysts surface.Lower temperature is suggested for this bi-functional catalyst owing to the low yield ratio of S/SO4 2-.     

锰铈脱硝催化剂的制备及其再生性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列Mn-Ce-Ox复合氧化物脱硝催化剂用于NH3选择性催化还原(NH3-SCR)NO。考察了Mn/Ce摩尔比、焙烧温度、H2O和SO2对Mn-Ce-Ox复合氧化物脱硝催化剂活性的影响及催化剂中毒再生性能。结果表明:当NH3:NO=1:1,空速为5 000 h-1,550℃焙烧制得的Mn/Ce摩尔比为5∶1的Mn-Ce-Ox复合脱硝催化剂活性最佳,活性温度窗口为100~260℃,在此温度区间内催化剂活性大于90%。200℃时,Mn-Ce-Ox复合催化剂活性最高为97.84%;在10%(V/V)H2O蒸汽和300×10-6SO2共存条件下,200℃时,催化剂活性在开始反应2.5 h内迅速下降至53%左右,并在之后的6 h内没有明显变化;中毒催化剂经常温水洗再生处理、质量分数为3%的硝酸溶液再生处理和550℃焙烧2 h再生处理后200℃活性均能恢复到90%以上,其中中毒催化剂经质量分数为3%硝酸处理后活性恢复率最高。     

Fe/Cu体系湿式催化氧化一步高效脱除H2S新方法研究

提出了Fe/Cu体系室温湿式催化氧化一步高效脱除H2S废气的新方法,阐述了反应机理、实验装置和工艺流程;考察了Fe3+、Cu2+浓度和H2S入口浓度对H2S脱除效率的影响及Fe3+、H+与添加剂NaCl浓度对CuS氧化浸出的影响,分析了Fe3+、Cu2+、H+浓度和废气中O2含量对fe3+、Cu2+再生的影响;并进行了综合实验.结果表明,当废气中O2体积分数为5%时,新方法中含40g·L-1Cu2+及80g·L-1Fe3+的吸收体系即能对体积分数为1000×10-6的H2S废气100%稳定脱硫,体系除消耗O外,过程不消耗任何原料,不产生二次污染,体系无降解问题.     

厌氧生物滴滤法脱除冷煤气中硫化氢的研究

水煤气中硫化氢在燃烧时会转变成二氧化硫,对环境产生污染。文章采用厌氧生物滴滤塔法对冷煤气进行脱硫处理。因煤气对氧的严格限制,通过设计生物滴滤塔,经挂膜驯化后在厌氧条件下对浓度在1~5 g/m3左右的硫化氢进行脱除处理,考察滴滤塔运行条件对脱除效果的影响。结果表明,生物挂膜25 d后,生物滴滤塔达到稳定,喷淋液pH值为2.23,ORP值为283 mV,溶解氧为0.4 mg/L,对溶液中硫离子氧化效率达到94%。滴滤塔在液气比0.15,空塔气速0.088 m/s,pH值5.0~7.0,填料高度为82 cm,塔温为25~30℃左右时,达到较优的运行条件,此时该滴滤塔对以CO、CO2、H2和1 940 mg/m3H2S组成的模拟水煤气的脱硫效率达91.2%。     

Catalytic wet air oxidation for the treatment of emulsifying wastewater

The wet air oxidation (WAO) and catalytic WAO(CWAO) of the high strength emulsifying wastewater containing nonionic surfactants have been investigated in terms of COD and TOC removal. The WAO and homogeneous CWAO processes were carried out at the temperature from 433 K to 513 K, with initial oxygen pressure 1.2 MPa. It was found that homogeneous catalyst copper(Cu(NO3)2) had an fairly good catalytic activity for the WAO process, and the oxidation was catalyzed when the temperature was higher than 473K. Moreover, several heterogeneous catalysts were proved to be effective for the WAO process. At the temperature 473 K, after 2h reaction, WAO process could achieve about 75% COD removal and 66% TOC removal, while catalysts Cu/Al2O3 and Mn-Ce/Al2O3 elevated the COD removal up to 86%-89% and that of TOC up to 82%. However, complete elimination of COD and TOC was proved to be difficult even the best non-noble catalyst was used. Therefore, the effluent from WAO or CWAO process need to be further disposed. The bioassay proved that the effluent from WAO process was amenable to the biochemical method.     

V_2O_5/ACF低温选择性催化还原烟气中NO的研究

文章对V2O5/ACF(活性炭纤维)进行低温选择性催化还原(SCR)NO的影响研究。实验表明:ACF用硝酸处理形成ACFN,然后采用等体积浸渍法制备V2O5/ACFN催化剂,NO脱除率明显增加。同时研究了V2O5负载量、反应温度、NH3初始浓度、NO初始浓度、O2含量等因素对NO脱除效率的影响,发现V2O5/ACFN在180℃低温时,在NH3/NO为1.1、NO初始体积分数1000×10-6和O2体积分数5%时NO脱除效率较高。     

VOx-MoOx/TiO2催化剂低温催化降解一氯苯及二英的研究

垃圾焚烧过程中会产生大量氯苯等氯代挥发性有机污染物(CVOCs)和二噁英等持久性有机污染物(POPs). CVOCs的排放会导致光化学烟雾和温室效应的产生,而二噁英能在土壤中长期附存,具有人体致癌和致畸变等严重危害. 催化降解技术具有显著优势,能将二噁英等有机污染物彻底破坏分解,最终将其转化为CO₂、H₂O和HCl等产物. 基于钒基催化剂VO_x/TiO₂的过渡金属氧化物催化剂已被广泛应用于烟气CVOCs和二噁英处理领域. 钒基氧化物VO_x中的V=O基团对二噁英起到亲核吸附的作用,在钒基氧化物上添加第二活性组分钼氧化物MoO_x可以提高催化剂的催化活性. 本文采用湿法浸渍的方法制备出用于催化降解含氯污染物的粉体钒钼钛VO_x-MoO_x/TiO₂催化剂,并分析其合成方法、催化表征和性能测试结果,讨论反应温度对一氯苯及二噁英催化率影响的机理,旨在为开发二噁英催化技术提供参考. 结果表明:VO_x-MoO_x/TiO₂催化剂表面催化活性位点较多,活性组分分散良好,起始还原温度较低,活性氧含量较多,比表面积较大,颗粒团聚较轻,具有优良的催化特性. 通过系列实验筛选出合适的催化剂组分比例为5%VO_x-5%MoO_x/TiO₂(记作“V5-Mo5-Ti”,即VO_x和MoO_x的质量分数各占5%,TiO₂的质量分数占90%),在150 ℃低温下其对一氯苯和二噁英的催化效果优异. V5-Mo5-Ti催化剂对一氯苯的低温转化率随原始稳定浓度和空速比的升高而降低. 在一氯苯初始浓度为150×10?6、空速比为10 000 h?1时,V5-Mo5-Ti催化剂在150 ℃下对一氯苯的转化率为54.0%,在300 ℃时接近100%. 在150 ℃的低温环境中,该催化剂对二噁英催化脱除率在86%以上,催化降解率在74%以上. 研究显示,VO_x-MoO_x/TiO₂催化剂对二噁英的催化脱除率和降解率随温度的升高而提高,主要归因于升温加快了V₂O₅中V5+和V4+元素以及MoO₃中Mo6+和Mo4+元素的催化氧化循环速率.