炼油厂IGCC电站NOx排放控制技术比较与工程实践

针对IGCC电站烟气排放ρ（NO_x）不达标的问题,分别采用燃气轮机注氮脱硝和余热锅炉（余热蒸汽发生器,HRSG ）SCR脱硝技术降低烟气的NO_x排放量。介绍了两种技术的原理,比较了两种技术的脱硝效果、运行成本及技术特点。实际运行结果表明：安装了注氮设备的燃气轮机可以控制排气的ρ（NO_x）小于90 mg/m³,但每年的运行成本较高（达2 250万元）;在余热锅炉中安装SCR脱硝设备,性能测试数据符合设计要求,SCR出口ρ（NO_x）小于50 mg/m³,且每年的运行成本较低,仅为422万元。     

选择性催化还原催化剂氧化脱除烟气中单质汞

以运用超声辅助浸渍法制备的V2O5-WO3/TiO2系列催化剂样品作为研究参考,在150 ～ 400℃,分别考察了某燃煤电厂新鲜的及已运行长达26 000 h的商用SCR脱硝催化剂对模拟烟气中单质汞(Hg0)的氧化性能,并利用SEM、BET、XRD等手段对样品的理化性质进行了表征.结果表明,电厂商用SCR催化剂对于燃煤烟气中的Hg0具有一定的催化氧化作用,但在250℃最佳反应温度时,最大汞氧化效率在50％以下,相同实验条件下,自制的1％V205-9％ WO3/TiO2(V1W9Ti)能够获得68.18％的最大汞氧化效率;通过考察NO、NH3、SO2和水蒸气对汞的氧化的影响发现,在低浓度NO以及5％02存在时,NO能够促进汞的氧化;SO2对汞的氧化有明显的抑制作用,而且其毒害作用具有一定的不可逆性;NH3在催化剂表面能够与Hg0发生竞争吸附,从而抑制了汞的氧化;水蒸气的存在容易导致催化剂的失活.此外,对催化剂氧化Hg0的机理进行了探讨.     

水泥炉窑中低温催化脱硝技术中试性能

利用中低温SCR脱硝技术路线对水泥窑炉进行深度脱硝,设计建设了烟气处理量为10000m³/h的SCR中试实验装置,考察了在SNCR装置后烟气中未能反应的NH₃进一步在SCR（selective catalytic reduction）装置的脱硝效果,并分析了不同入口NO_x浓度对脱硝率的影响.结果表明,所研究的水泥厂仅采用SNCR（selective non-catalytic reduction）和低氮燃烧技术,能够将烟气中的NO_x控制在100~135mg/Nm³,在不喷氨的状态下SCR系统的脱硝效率可达到50%以上,说明SNCR反应存在着一定懂得氨逃逸;在SCR系统补充喷射氨气后,SCR脱硝效率有显著的提升,可提到至80%以上.通过低氮燃烧、SNCR与SCR等脱硝技术的联合使用,可将水泥炉窑烟气中NO_x的排放浓度控制在50mg/Nm³以内,满足超低排放要求;将经过较长时间稳定运行后催化剂从系统中取出,进行成分、孔径分布和脱硝活性对比,结果表明催化剂内部微孔会被部分堵塞,导致比表面积降低,但经吹扫处理催化剂的脱硝效率可恢复,说明催化剂在水泥窑炉烟气条件下长期运行未出现中毒现象.     

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。     

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。     

Mn-Ce/TiO2低温SCR催化剂成型过程添加剂的影响

催化剂成型过程中添加剂的种类和添加量对成型后催化剂的机械强度、成型效果和催化性能有很大影响.本文研究了Mn-Ce/TiO₂催化剂制备过程中添加剂对催化剂的低温脱硝性能和机械性能的影响.结果表明,添加10%的拟薄水铝石作为黏结剂,可使催化剂具有较强的机械强度;添加2.5%的活性炭作为造孔剂,可以有效改善催化剂的孔结构.催化剂成型后脱硝性能下降,反应温度为90℃和120℃时,催化剂的NO_x转化率分别下降了15%和30%左右,当温度到达150℃及以上时,催化剂成型前后的脱硝性能基本一致.最后,通过BET、FT-IR、NH₃-TPD和H₂-TPR表征分析原因：成型后催化剂比表面积和孔容下降,催化剂的表面酸性位点和氧化还原能力下降都会影响催化剂的脱硝性能,所以催化剂成型后低温活性变差.     

低温磁性铁基SCR烟气脱硝的实验研究

在流化床反应器中,以磁性铁氧化物(Fe3O4、γ-Fe2O3)颗粒为床料,氨为还原剂,进行了中低温SCR烟气脱硝实验研究,然后对反应辅加磁场,初步研究磁场对磁性γ-Fe2O3催化剂SCR脱硝的影响,并对床料进行了XRD分析.结果表明,Fe3O4的SCR活性较差,γ-Fe2O3的SCR活性较佳,在250℃其催化脱硝效率能达到90%,但在250℃以上Fe2O3会对氨的氧化起作用,因而在250℃及以下的邻近温度区间是最佳催化温度区间.此外,在150~290℃,外加磁场能促进γ-Fe2O3对NO的吸附,提高脱硝效率,使250℃时的脱硝效率达到95%左右,但在290℃以上,则会降低脱硝效率.为了抑制氨的氧化,发挥磁场对γ-Fe2O3脱硝的作用,适合在200~250℃低温区间内采用γ-Fe2O3催化剂进行SCR脱硝.     

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.     

Performance and mechanism study for low-temperature SCR of NO with propylene in excess oxygen over Pt/TiO2 catalyst

A 0.5 wt.% Pt/TiO2 catalyst was prepared and used for the low-temperature selective catalytic reduction(SCR) of NO with C3 H6 in the presence of excess oxygen.The effects of Pt loading and O2 concentration on Pt/TiO2 catalytic performance for low-temperature SCR were investigated.It was found that optimal Pt loading was 0.5 wt.% and excess O2 favored low-temperature SCR of NOx.The mechanism of low-temperature SCR of NO with C3 H6 was investigated with respect to the behavior of adsorbed species over Pt/TiO2 at 150°C using in situ DRIFTS.The results indicated that surface nitrosyl species(Pt δ+-NO and Ti 3+-NO) and Pt 2+-CO are main reaction intermediates during the interactions of NO,C3 H6 and O2.A simplified NO decomposition mechanism for the low-temperature SCR of NO with C3 H6 was proposed.     

钒和钨负载量对V2O5-WO3/TiO2表面形态及催化性能的影响

采用浸渍法制备了一系列不同钒和钨负载量的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂样品,对样品NH₃选择性催化还原NO性能进行了评价,并用BET、XRD、XPS等手段对催化剂样品的表面形态进行了表征.研究发现,钒的负载量对催化剂的比表面积和催化活性有显著影响,当钒负载量从1％升高到8％时,催化剂比表面积下降了16 m²/g,最高活性温度降低了约100℃.钨起到稳定剂和助剂的双重作用,当钒负载量为1％时,钨负载量从0升高到6％,催化剂比表面积仅下降了3 m²/g,而活性温度窗口向高温和低温各拓宽了约50℃.研究表明钒和钨负载量都能影响催化剂表面的VO_x物种,但对催化剂的表面晶型没有明显影响.