釩鈦SCR煙氣脫硝催化劑改性研究.pdf

1、選擇性催化還原(SelectiveCatalyticReduction，SCR)技術(shù)具有較高的脫硝效率，在燃煤電站鍋爐中已有應(yīng)用，該技術(shù)的核心為催化劑。目前應(yīng)用最廣泛的SCR脫硝催化劑為釩鈦系催化劑，但其較高的脫硝溫度窗口(300～400℃)使催化劑易受煙塵和SO2等毒化作用，因此對(duì)釩鈦系催化劑進(jìn)行改性研究成為國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)之一。
　　 本文主要通過(guò)優(yōu)化制備工藝和添加合適助劑對(duì)V2O5/TiO2催化劑進(jìn)行改性研究。微波輻射具備體積

2、加熱特點(diǎn)，將微波輻射技術(shù)應(yīng)用于釩鈦催化劑的制備中，提高其活性組分在載體上的分散度，優(yōu)化催化劑的孔隙率結(jié)構(gòu);并通過(guò)添加過(guò)渡金屬等助劑進(jìn)一步優(yōu)化釩鈦系催化劑的低溫活性，同時(shí)借助XRD和SEM等表征手段，揭示催化劑的晶相和微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過(guò)程。
　　 本文將微波技術(shù)引入到催化劑的制備工藝中，考察微波干燥對(duì)催化劑脫硝活性和結(jié)構(gòu)性能的影響規(guī)律，并篩選出最佳微波干燥參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，微波干燥可大幅度提高釩鈦系催化劑的SCR活性(250℃時(shí)催化劑

3、的脫硝效率從50.4％提升至83.6％);微波干燥的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:微波功率210W;微波時(shí)間20min(干燥量約10g)。對(duì)催化劑進(jìn)行了表征分析，結(jié)果表明微波干燥與常規(guī)烘干相比可使催化劑粒徑變小，晶粒分布更加均勻，提高了活性成分在載體上的分散度，優(yōu)化了催化劑的孔隙率結(jié)構(gòu)。
　　 探討了Mn、Ce、Fe和W助劑對(duì)V2O5/TiO2催化劑脫硝活性的影響規(guī)律。結(jié)果表明，Mn、Ce助劑均可提高催化劑活性，尤以Mn助劑的提升效果較明顯，

4、而Fe、W作為助劑的效果不佳。篩選得微波法制備的3V5Mn5Ce/TiO2復(fù)合催化劑表現(xiàn)出最好的脫硝活性，220℃時(shí)NO脫除率為93.9％。表征結(jié)果顯示載體TiO2主要以銳鈦礦形式存在，釩錳的氧化物均以不定形態(tài)負(fù)載在TiO2表面且高度分散，助劑Ce的添加和微波干燥均可使催化劑的比表面積增大。
　　 研究了煅燒溫度、反應(yīng)溫度、NH3/NO摩爾比、O2濃度、空速等參數(shù)對(duì)3V5Mn5Ce/TiO2-W催化劑活性的影響規(guī)律，為催化劑的工

5、業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示較低的煅燒溫度(400℃左右)有利于脫硝SCR反應(yīng)的進(jìn)行，溫度過(guò)高(600℃以上)會(huì)產(chǎn)生活性組分的結(jié)晶或燒結(jié);反應(yīng)溫度升高、NH3/NO摩爾比的增加、O2濃度的增加、空速的降低均可使NO脫除率升高;實(shí)驗(yàn)顯示220℃時(shí)3V5Mn5Ce/TiO2-W催化劑的NO脫除率保持在90％以上，表明催化劑穩(wěn)定性良好。NH3和NO的瞬態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明在此催化劑上進(jìn)行的SCR反應(yīng)遵循Eley-Rideal機(jī)理。
　　 通