TiO2载体对Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝活性的影响

以TiO₂为载体,选取过渡金属元素Mn为活性组分,稀土金属元素Ce为活性助剂,采用分步共混法制备了Mn-Ce/TiO₂催化剂（活性组分负载量16%）,系统研究了TiO₂载体的晶型和晶粒尺寸对催化剂脱硝活性的影响。实验结果表明：分别以锐钛矿型和金红石型TiO₂为载体制备的催化剂,其低温脱硝活性相差不大,活性组分均以无定型态高度分散于载体中,以金红石型TiO₂为载体制备的催化剂中部分TiO₂转变为锐钛矿型;以不同晶粒尺寸TiO₂载体制备的催化剂的低温脱硝活性相差较大,比表面积较大、晶粒尺寸较小的TiO₂载体制备的催化剂,其脱硝活性低于晶粒尺寸较大的TiO₂载体制备的催化剂。     

脱硝性能V2O5-WO3-CeO2/TiO2催化剂的制备及其

采用一步浸渍法和分步浸渍法分别制备了V_2O_5-WO_3-CeO_2/TiO_2催化剂,考查了其脱硝性能、抗SO_2中毒性能和脱硝活性稳定性,并通过SEM、EDS、XRD、激光拉曼等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明:分步浸渍法制备的催化剂的脱硝活性优于一步浸渍法,且抗SO_2中毒能力更强;在m(V_2O_5)∶m(WO_3)∶m(CeO_2)∶m(TiO_2)=1∶5∶10∶100时催化剂脱硝活性最佳,且具有良好的脱硝活性稳定性。表征结果显示,分步浸渍法与一步浸渍法制备的催化剂晶型结构相差不大,而分步浸渍法制备的催化剂颗粒粒径更小、更均匀,催化剂中Ce、O、V和W元素的含量更高。     

制备条件对Mn-Fe/TiO2催化剂低温脱硝性能的影响

通过浸渍法制备了一系列Mn-Fe/TiO2催化剂,并采用XRD技术对其进行了表征,考察了锰前体种类、负载量（活性组分质量占载体质量的百分比）、Fe含量（Fe物质的量占活性组分物质的量的百分比）、焙烧温度等因素对催化剂低温选择性催化还原NO性能的影响。实验结果表明：以乙酸锰为前体制备的催化剂的脱硝活性明显高于以硝酸锰为前体制备的催化剂;负载量的增加有利于脱硝活性的提高,而Fe的添加对提高催化剂的活性有重要作用,但Fe含量超过15%后,对催化剂脱硝性能的影响并不明显;焙烧温度超过650 ℃时会使活性组分的结晶度提高,导致脱硝活性的降低。在锰前体为乙酸锰、负载量为15%、Fe含量为15%、焙烧温度为500 ℃、焙烧时间为6 h、反应温度为200 ℃的条件下,Mn-Fe/TiO2催化剂的NO转化率约为95%。     

低温NH_3-SCR脱硝催化剂的研究现状与进展

高效催化剂的研制与开发是低温氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)脱硝技术的核心。从活性组分(单一氧化物型、复合氧化物型)和载体(金属氧化物、碳基材料、分子筛)两方面详细介绍了低温NH_3-SCR催化剂,总结了其研究现状,并讨论了其抗水、抗硫性能及失活原因。指出在保证催化剂具有较高活性的同时提高其抗水、抗硫性能,是低温NH_3-SCR催化剂未来研究的重点。     

复合载体对选择性催化还原催化剂低温脱硝性能的影响

采用浆液浸涂法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆Al2O_3-TiO_2-ZSM-5分子筛复合载体,并通过浸渍法负载活性组分Mn-Fe-Ce,制备了M/ATZ-CC选择性催化还原催化剂。考察了催化剂的低温脱硝活性和抗水性能,表征了催化剂的物性参数和氨-程序升温脱附性能。实验结果表明,M/ATZ-CC催化剂具有优异的脱硝活性和抗水性能,在反应温度为160℃、水蒸气加入量为10%(φ)、NO体积分数为0.1%、n(NH_3)∶n(NO)=1、O_2体积分数为3.0%、体积空速为3 000~10 000 h~(-1)的条件下,NO去除率在80%以上。表征结果显示,该催化剂的比表面积、孔径、弱酸酸量、中强酸酸量和总酸量得到了显著提高。     

FN-3T型NH3-SCR脱硝催化剂的开发及应用

以TiO₂为载体、V₂O₅为活性组分,通过掺杂WO₃和纳米分子筛调控酸性,采用直接挤出成型法制备了FN-3T型脱硝催化剂。采用固定床反应器考察了催化剂的脱硝性能,并进行了工业应用。实验结果表明,WO₃的负载和分子筛改性,增大了催化剂的比表面积,增强了催化剂的表面酸性,提高了催化剂的脱硝性能和抗水蒸气性能。工业标定结果表明,采用FN-3T脱硝催化剂进行烟气脱硝,出口烟气中NO_x平均质量浓度为34 mg/m³,满足NO_x超低排放要求。     

Ce改性Fe-Mn/TiO2低温SCR脱硝催化剂硫中毒机理

以Ce改性Fe-Mn/TiO_2低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,通过活性测试和一系列表征技术对其低温抗硫性能及中毒机理进行探究。实验结果表明:当烟气中通入SO_2体积分数在0.02%以下时,Fe_(0.1)Ce_(0.07)Mn_(0.4)/TiO_2催化剂呈现出良好的抗硫性,且停止通入SO_2时催化剂的脱硝活性可恢复至初始水平;当通入SO_2的体积分数增加至0.04%时,催化剂会发生不可逆失活。表征结果显示:(NH_4)_2SO_4在催化剂表面的沉积和活性组分锰氧化物的硫酸化(生成MnSO_4)是催化剂硫中毒的主要原因;中毒后的催化剂比表面积显著降低,氧化还原能力减弱;催化剂Lewis酸的酸性大幅度减弱是催化剂活性降低的重要原因。     

γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al_2O_3作为载体,先后负载CeO_2,MnC_2O_4,Fe(NO_3)_3,CrO_3,Ni(NO_3)_2,NH_4VO_3等多种金属组分制备γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂,并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示:Fe,Mn,Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N2选择性;γ-Al_2O_3对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明:各金属化合物的最佳加入量为w(MnC_2O_4·2H_2O)=2 0%,w(Fe(NO_3)_3·9H_2O)=1 5%,w(CrO_3)=10%,w(Ni(NO_3)_2·6H_2O)=5%,w(NH_4VO_3)=10%,w(CeO_2)=5%,w(γ-Al_2O_3)=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al_2O_3负载多金属复合物为催化剂,在脱硝反应温度为205℃的条件下,NO转化率为96.7%;γ-Al_2O_3负载多金属复合催化剂经5次重复使用,NO转化率仍可稳定在94%左右。     

活性组分含量和复合载体对SCR催化剂脱硝活性的影响

采用浸渍法制备V2O5 - WO3/TiO2催化剂,研究了活性组分WO3和V2O5含量对催化剂脱硝活性的影响.在催化剂载体中加入SiO2或Al2O3粉末,考察了复合载体对催化剂性能的影响.实验结果表明:适宜的WO3质量分数为10％,V2O5质量分数为0.50％;在催化剂载体中加入SiO2或Al2O3粉末,一定程度上降低...     

氧化改性活性炭催化脱除NO的性能

将活性炭（AC）应用于烟气脱硝中,其自身损耗和脱硝效率是关注焦点。采用不同氧化剂（KMnO4、HNO3、（NH4）2S2O8和H2O2）对AC进行氧化改性,对所得催化剂进行了TG、FTIR、H2-TPR和XPS表征,并对其脱NO活性进行了评价。对AC进行浸渍回流处理,可使AC表面含氧官能团增加,尤其是羧基和羰基等酸性含氧官能团。TG分析结果表明：在没有O2存在时,催化剂表面的O会与NO发生反应,导致催化剂自身损耗;在O2存在时,NO主要与O2中的O反应,因而在一定温度范围内不会发生催化剂自身损耗;同时AC表面的含氧官能团能加速NO的化学吸附活化,从而提高催化剂的脱NO活性。KMnO4改性的AC在180 ℃具有高催化活性,这归因于催化剂表面丰富的含氧官能团以及高价态Mn的存在。     

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V₂O₅-MoO₃/TiO₂脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga₂O₃质量分数的V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂脱硝催化剂。采用XRD、N₂-吸附脱附、H₂-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH₃-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示：Ga的添加对催化剂上MoO_x物种的影响不大,但降低了催化剂上VO_x物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga₂O₃质量分数为0.2%时,V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂催化剂的脱硝性能最佳。     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。     

CePO4-TiO2固溶体的NH3-SCR活性

采用共沉淀法合成了不同Ce与Ti摩尔比的CePO₄-TiO₂复合材料,利用XRD、TEM、NH₃-TPD和H₂-TPR技术对其物理化学性质进行了表征,并对其NH₃-SCR活性进行了评价。实验结果表明：随着CePO₄含量的增加,催化剂的活性提高;当Ce与Ti的摩尔比为8:2时催化剂的活性最高,230 ℃的NO转化率达到100%,且具有更广的温度窗口,优于纯CePO₄。表征结果显示,CePO₄与TiO₂形成固溶体后,颗粒尺寸较为均匀,强酸位的数量增多,氧化还原性能提升,从而提高了催化剂的SCR反应活性,同时改善了其抗水抗硫性能。     

硝酸尾气SCR脱硝技术的开发及工业应用

硝酸生产尾气脱硝是大气污染治理的重要领域。中国石化开发了硝酸尾气选择性催化还原(SCR)脱硝成套技术,主要包括FN-1型蜂窝状NH_3-SCR催化剂以及SCR反应器、气体分布器等关键设备和内构件。在中国石化南化公司270 kt/a硝酸装置上的工业化应用表明,SCR脱硝装置的入口NO_x质量浓度在200～400 mg/m~3,出口NO_x质量浓度低于20 mg/m~3,NO_x去除率大于95%,逃逸氨质量浓度低于1 mg/m~3,净化效果优于国家和地方的相关排放标准。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体,先后负载CeO₂,MnC₂O₄,Fe（NO₃）₃,CrO₃,Ni（NO₃）₂,NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂,并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe,Mn,Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%,w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%,w（CrO₃）=10%,w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%,w（NH₄VO₃）=10%,w（CeO₂）=5%,w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂,在脱硝反应温度为205 ℃的条件下,NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用,NO转化率仍可稳定在94%左右。     

臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对烟气的同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化—湿式钙法吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝处理。O₃于150 ℃下具有较高的热稳定性,可将NO氧化为高价态氮氧化物,且NO氧化率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高。烟气中SO₂和H₂O的存在对NO氧化率的影响不大。O₃对SO₂的氧化率较低,约为5%。3%（w）石灰石浆液对SO₂的吸收率接近100%,NO_x吸收率随n（O₃）∶n（NO）的增大而逐渐提高,当n（O₃）∶n（NO）为1.6时NO_x吸收率可达约65%。SO₂能促进吸收液对NO_x的脱除。石灰石浆液中加入0.2%（w）的（NH₄）₂SO₃或Na₂SO₃后NO_x吸收率可达约85%或82%,且吸收率随添加剂加入量的增加而提高,添加（NH₄）₂SO₃的NO_x吸收率略高于添加Na₂SO₃。     

Fe3+强化NaClO2溶液脱硝过程研究

以NaClO_2-Fe~(3+)为复合吸收剂,在填料吸收塔中进行了脱硝实验。实验结果表明:Fe~(3+)能够显著提高NaClO_2的氧化活性,1.0 mmol/L NaClO_2溶液加入0.10 mmol/L Fe~(3+)后即可达到5.0 mmol/L NaClO_2溶液不加Fe~(3+)时的脱硝水平;在NaClO_2浓度1.0 mmol/L、Fe~(3+)浓度0.10 mmol/L、吸收液初始pH 3.75、反应温度60 ℃、液气比8 L/m~3的优化工艺条件下处理NO 140 mg/m~3的进气,NO氧化率和NO_x脱除率分别达到92.63%和83.62%。脱硝前后吸收液组成的测定结果表明:起主要脱硝作用的是ClO_2;反应消耗的NaClO_2与NO的摩尔比为1.06。通过补加消耗的NaClO_2可达同样的脱硝效果,循环3次后吸收液中的有效成分基本稳定。