烧结烟气V2O5-WO3/TiO2催化剂失活及再生

通过实验室模拟烧结烟气脱硝、脱二噁英催化剂Na_2SO_4和K_2SO_4中毒(以氯苯作为二噁英的模拟物)现象,并利用水洗方式对中毒后的催化剂进行再生。通过BET、NH_3-TPD和H_2-TPR等方法对催化剂表面的理化性能进行分析。结果表明:负载Na_2SO_4和K_2SO_4会造成催化剂不同程度地失活;水洗再生可以恢复催化剂的脱硝活性至新鲜催化剂的96%以上,但对催化降解氯苯活性恢复有限。此外,水洗可以有效地去除催化剂表面的Na、K离子,恢复催化剂的比表面积、酸性位点数量以及表面物种还原性。     

烧结烟气中Zn对V2O5?WO3/TiO2催化剂脱除NOx和二噁英性能的影响

V2O5-WO3/TiO2(VWTi)催化剂可以同时脱除铁矿烧结烟气中的NOx和二噁英,但复杂的烟气成分会导致催化剂失活.本文采用浸渍法对VWTi催化剂进行ZnCl2、ZnO和ZnSO4中毒实验.模拟烧结烟气条件,研究了在VWTi催化剂表面负载不同形态Zn对其同时脱除NOx和二噁英(以氯苯作为模拟物)性能的影响,分析了中毒前后催化剂表面活性物质的理化性质,并对中毒催化剂开展了再生实验.结果表明:不同Zn物种对VWTi催化剂同时脱除NOx和氯苯(CB)均具有失活作用.Zn物种会引起催化剂表面颗粒轻微团聚,表面酸性位点数量减少,表面V的还原性减弱,表面化学吸附氧比例,以及V5+和V4+的物质的量比值降低.再生实验结果表明:酸洗可以在一定程度上恢复中毒催化剂的催化活性,但水洗不能恢复中毒催化剂的活性.研究发现Zn盐中毒作用机理为:Zn2+与催化剂表面酸性位点V=O和V-OH反应形成V-O-Zn,对NH3与CB的吸附产生不利影响,造成催化剂中毒失活,ZnSO4中的SO2-4可以为NH3和CB的吸附转化提供新的酸性位点,减轻中毒效果,ZnCl2中的Cl-会在反应后产生副产物HCl,造成催化剂表面更多活性位点中毒,加深中毒效果.     

(NH4)2SO4对烧结烟气脱硫活性炭的中毒机理

近年来，国家环保政策对烧结烟气污染物减排提出更高的要求，烟气脱硫脱硝成为钢铁工业烟气污染物治理的重点。活性炭具备良好的吸附性能和表面活性，在烟气净化领域得到广泛应用。部分钢铁企业利用烧结过程可以处理固废、废液等能力，将烧结烟气脱硫活性炭解析过程产生的制酸废液返回烧结处理，这造成制酸废液中成分会反应形成(NH₄)₂SO₄进入烧结烟气，最终会与烟气中粉尘结合并被活性炭捕集。采集工业现场烧结烟气脱硫使用的新鲜活性炭和解析活性炭，在实验室模拟中毒条件，采用浸渍法对新鲜和解析活性炭进行(NH₄)₂SO₄浸渍负载试验，研究了活性炭表面负载(NH₄)₂SO₄对其脱除SO₂性能的影响，并通过微观结构分析和表面官能团检测，揭示了(NH₄)₂SO₄对活性炭的中毒机理。结果表明，新鲜活性炭和解析活性炭表面浸渍(NH_4...     

烧结烟气条件下微波催化直接分解NO脱硝试验

复杂烧结烟气条件下,实现低温高效直接分解NO具有极大挑战性。在低温过量O₂且含SO₂和CO₂气氛下,本文通过研制CeO₂/MgCo₂O₄-40%BaCO₃催化剂用于微波催化高效直接分解NO,并考察该催化剂的脱硝和抗硫性能;通过XRD和TEM表征分析催化剂失活以及改性后失活得到改善的原因。结果表明：当进入气体中CO₂体积分数为5%时,该微波催化剂的脱硝率几乎保持稳定;引入CeO₂后,该微波催化剂的抗硫性能明显提升,在SO₂体积分数为0.1%气氛下,当反应温度仅为250℃时,该微波催化剂可实现99.9%的NO转化率和99.9%的N₂选择性;TEM结果表明,反应前后,该催化剂的形貌特征无明显差异。本文建立的微波催化直接分解NO的脱硝新方法,可为复杂烧结烟气条件下绿色深度脱硝提供新途径。     

占位剂K2SO4对NiCu合金多孔膜孔结构的影响

以Ni元素粉末为原料,K₂SO₄粉末为占位剂,将Ni-K₂SO₄混合粉末加入聚乙烯缩丁醛(PVB)乙醇溶液中制成浆料,刮涂在Cu箔上,利用Kirkendall效应,经真空烧结制备多孔NiCu合金膜。研究K₂SO₄含量对NiCu合金多孔膜收缩率、透气度、孔径、宏观和微观形貌的影响。结果表明:随Ni-K₂SO₄混合粉末中的w(K₂SO₄)增加,多孔膜的透气度先增大后减小。当w(K₂SO₄)<40%时,随w(K₂SO₄)增加,膜层的烧结收缩率减小,透气度增大,最大达到2361 m3/(m2·h·kPa),最大孔径在45μm左右变化不大;w(K₂SO₄)大于40%时,多孔膜的透气度下降,孔径明显减小;当w(K₂SO₄)>60%,膜层透气度低于测试仪器下限。适量的K₂SO₄通过在涂覆层中的占位作用阻碍Ni颗粒烧结致密化,提高多孔膜的透气度,但过量的K₂SO₄会在烧结过程中阻断Cu原子向Ni粉层扩散,使Cu箔上难以形成通孔,透气度大幅降低。     

烧结烟气脱硝废弃钒钨钛催化剂资源化利用途径分析

 2019年生态环境部等五部联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》提出,到2025年底前,全国力争80%以上的钢铁产能完成超低排放改造。目前,烧结烟气中NO_x减排成为重中之重。以钒钨钛系催化剂为核心的氨气选择性催化还原法(NH₃-SCR)成为烟气脱硝主流技术之一,并已广泛在钢铁企业投入使用。而随着催化剂使用寿命到期,废弃催化剂产生量逐年增加。据估计,2027年前后中国烧结烟气脱硝废弃催化剂产生量将达到100 000 m3/a。钒钨钛系催化剂含有V₂O₅,具有较强的生物毒性,新版《国家危险废物名录》中,已明确将这类废弃催化剂归为“HW50”危废。随着环保要求日益严厉,加强对钒钨钛系催化剂的有效处置利用已成为钢铁工业急需解决的关键共性难题。围绕废弃催化剂的处理思路和技术手段,总结了国内外废弃催化剂处置现状。主要处理思路分为有价元素提取、废弃催化剂循环利用和无害化处置等。有价元素提取相应的技术手段包括浸出、萃取、沉淀、水热合成、碳热还原等;废弃催化剂循环利用包括掺混制备新催化剂;无害化处置包括固化/稳定化处理后填埋。随着钢铁企业“固废不出厂”的新发展理念提出,分析了以废弃催化剂作为含钛资源在钢铁生产流程中资源化利用的相关研究思路,并对废弃催化剂在钢铁企业内部高效清洁利用进行了展望。     

废SCR脱硝催化剂钒钨提取研究进展

含有钒、钨和钛的选择性催化还原催化剂在许多工业应用中被广泛还原氮氧化物。各行业脱硝催化剂正在进入报废更换高峰期,处理废催化剂回收有价金属迫在眉睫。将回收的钒、钨、钛用于生产新型催化剂或其他产品,可形成循环经济。对废脱硝催化剂钒钨提取工艺进行详细综述,重点介绍钒钨浸出和钒钨分离方法。     

废弃SCR脱硝催化剂资源化利用研究进展

废弃SCR脱硝催化剂是一种危险废物,同时又含有多种有价成分。通过分析国内外废弃催化剂资源化利用的主要方法、原理、途径及优缺点,得到能够充分回收钒钨钛资源的有效方法主要为废弃SCR脱硝催化剂浸出-浸出液净化分离回收钒钨-浸出渣酸洗焙烧回收钛,其中浸出过程比较适合采用碱式焙烧-水浸法;浸出液净化分离过程比较适合采用化学沉淀法或溶剂萃取结合化学沉淀法。此外,展望了废弃SCR脱硝催化剂资源化利用的研究方向。     

活性焦(炭)干法烧结烟气净化技术在钢铁行业的应用与分析——Ⅱ:工程应用

为减排烧结烟气污染物,活性焦(炭)干法烧结烟气净化技术在钢铁行业的应用得到了关注.本文介绍了活性焦(炭)干法烟气净化技术的工程装备、在国内外烧结脱硫脱硝脱二噁英项目中的应用,并给出了建议.应用和分析表明,活性焦(炭)脱硫技术需进行成本降低和技术完善,值得在我国钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝脱二噁英(PCDD/F)领域逐步推广.     

改性活性炭纤维负载锰铈复合氧化物低温选择性催化还原脱硝

采用Ce-MnO_x/ACFN对烟气进行低温选择性催化还原脱硝实验,分别考察了活性炭纤维(ACF)改性、Ce-MnO_x负载量和Ce/Mn摩尔比以及操作条件对脱硝效率的影响.在70~110℃条件下,Ce-MnO_x/ACFN作为选择性催化还原脱硝的催化剂具有良好的活性,其脱硝效率随烟气温度升高而升高.催化剂载体活性炭纤维经硝酸改性后脱硝效率有明显提高.随着Ce-MnO_x负载量增加和Ce/Mn摩尔比增加,脱硝效率先升高后降低.随着入口烟气NH₃/NO摩尔比增加,脱硝效率先升高后趋于稳定.当入口烟气中水蒸气体积分数大于8%时,脱硝效率随其增加而降低.      

改性炼钢污泥催化剂的催化脱硝性能

选择性催化还原技术是工业烟气脱硝技术中最常用的烟气脱硝方法。但催化剂的制备过程较为复杂,并且制备成本较高。本文以钢铁企业在生产过程中产生的炼钢污泥作为原料,采用焙烧改性、硫酸改性和硫酸–焙烧改性三种不同方法对其进行处理,制备了一种用于选择性催化还原氮氧化物的新型催化剂。采用比表面积分析法（BET）、扫描电镜分析（SEM）、X射线衍射分析（XRD）、X射线荧光光谱分析（XRF）和NH₃程序升温脱附分析（NH₃-TPD）等表征手段,对改性前后炼钢污泥催化剂物理化学性质的变化进行分析研究。结果表明:催化剂的主要活性组分为Fe、Mn、V、Ti;焙烧改性对催化剂活性具有一定的提升效果,可以使催化剂中的Fe₃O₄转化为具有更好脱硝活性的α-Fe₂O₃;硫酸改性后的催化剂具有优异的催化活性,300 °C时可以达到88.5%的脱硝效率;硫酸改性改变了催化剂表面形貌,减小了晶粒尺寸,生成了大量的硫酸盐物种,给催化剂表面提供了更多酸性位点,从而促进催化性能的提升。该研究为低成本脱硝催化剂的开发提供了基础,促进了冶金工业的清洁生产。      

碱中毒对烧结烟气SCR催化剂脱硝脱二噁英的影响

摘要：采用湿式浸渍法对商用V2O5-WO3/TiO2催化剂进行了碱金属硫酸盐（Na/K/Rb）中毒实验。在模拟铁矿烧结烟气条件下，对比了新鲜和中毒催化剂同时脱除NOx和二噁英的活性（以氯苯作为二噁英的模拟物），并通过N2吸脱附、XRD、NH3 TPD、H2 TPR和XPS等检测手段对催化剂进行了表征。结果表明：中毒催化剂的脱除NOx和催化降解氯苯活性明显降低，失活率顺序为K2SO4>Rb2SO4>Na2SO4。催化剂中毒后，碱金属离子可以占据催化剂表面化学吸附氧空位，导致表面化学吸附氧数量减少，物质的量之比n(V5+)/n(V4+)降低，V物种可还原性减弱。     

碱中毒对烧结烟气SCR催化剂脱硝脱二噁英的影响

采用湿式浸渍法对商用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂进行了碱金属硫酸盐(Na/K/Rb)中毒实验。在模拟铁矿烧结烟气条件下,对比了新鲜和中毒催化剂同时脱除NO_x和二噁英的活性(以氯苯作为二噁英的模拟物),并通过N_2吸脱附、XRD、NH_3-TPD、H_2-TPR和XPS等检测手段对催化剂进行了表征。结果表明:中毒催化剂的脱除NO_x和催化降解氯苯活性明显降低,失活率顺序为K_2SO_4Rb_2SO_4Na_2SO_4。催化剂中毒后,碱金属离子可以占据催化剂表面化学吸附氧空位,导致表面化学吸附氧数量减少,物质的量之比n(V~(5+))/n(V~(4+))降低,V物种可还原性减弱。     

改性含钒物料的脱硝性能及理化性能

我国钢铁行业典型工序烟气中NO_x控制是研究的焦点。选择性催化还原技术是工业烟气脱硝技术中最常用的烟气脱硝方法。为充分发挥含钒物料的利用价值，降低脱硝成本，本文以钢铁企业在生产过程中产生的含钒物料为原料，采用焙烧预处理和硫酸浸渍的方式改性，制备了一种用于选择性催化还原氮氧化物的新型催化剂。通过优化制备参数，获得高活性和高抗性的脱硝催化剂，并借助表征技术明晰其理化性质。根据催化活性测试结果，经焙烧改性后含钒物料催化活性相较于未改性者仅略有提高，而硫酸改性极大提高了催化剂的高温催化性能和抗水抗硫性。氧气在催化反应过程中起着重要作用，较低含量或较高含量都会产生负面影响。焙烧处理后活性物种主要由Fe₃O₄向α-Fe₂O₃转变，而硫酸改性对表面孔结构有增强作用，可以促进催化剂的活性提升，同时催化剂中形成的硫酸盐物种对于提高催化活性也起着至关重要的作用。     

活性焦法烧结烟气脱硝率影响因素解析

 为了明确活性焦在烧结烟气净化系统循环使用过程中脱硝性能变化及影响烧结烟气脱硝率的主要工艺参数,提高活性焦法烧结烟气净化效率,通过红外光谱分析和模拟试验研究循环使用中活性焦性能变化及其对脱硝率的影响,并通过生产数据统计分析明确影响活性焦法烧结烟气脱硝率的主要工艺参数及其影响规律。结果表明,经循环使用,活性焦表面酚基和醌基数量增加,对NO吸附量降低,导致活性焦前期脱硝率下降,而氨气预吸附处理可大幅提高其前期脱硝率;随脱硝段高度位置下降,脱硝率经历100%、迅速降低、缓慢升高直至平衡等阶段。其次,脱硝率与氨氮比、O₂体积分数、NO_x质量浓度、解析温度呈正相关,与H₂O体积分数、SO₂质量浓度、烟气流量、活性炭床温度呈负相关,其中,氨氮比、O₂体积分数和NO_x质量浓度对脱硝率影响最大,工艺参数优化过程中应着重关注。     

烧结烟气低温SCR脱硝催化剂半工业化试验

低温SCR是烧结烟气脱硝技术发展的主要方向,而催化剂是其中的关键因素。针对烧结烟气的特点,研发出低温平板式抗碱脱硝催化剂。为了明确该催化剂的低温脱硝活性、运行稳定性、积灰特性和抗碱金属中毒能力,在太钢450 m2烧结机活性炭脱硫脱硝装置后进行了低温SCR脱硝催化剂半工业化试验。结果表明,在150 ℃的烟气温度下,催化剂脱硝效率平均达85%,NO_x排放浓度小于50 mg/m3,氨逃逸不超过1.0 μL/L,完全满足烧结烟气超低排放的要求;催化剂层积灰主要是钾盐和活性炭粉,经过60天的连续运行,因积灰导致的反应器进出口压差增加值仅90 Pa;催化剂抗碱金属中毒能力优异,催化剂表面累积的钾含量达到新鲜催化剂的5.5~7.0倍时,脱硝活性没有明显降低。     

钒钛基废SCR催化剂中回收有价金属的研究进展

随着NO_x排放要求的提高，选择性催化还原(SCR)脱硝技术引起广泛关注，废SCR催化剂量也因此快速增长。废SCR催化剂中含有钛、钨、钒等大量有价金属，若将其直接丢弃，不仅会引发环境污染，还会造成资源浪费等问题，故资源化回收废SCR催化剂意义重大。系统地阐述了钒钛基废SCR催化剂中钒、钨、钛的回收和分离方法，分析了钒钛基废SCR催化剂回收工艺的优缺点，展望了有价金属回收技术的未来发展方向。本研究可为废SCR催化剂的回收提供参考。     

磷酸氢二铵分离-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛白粉中痕量铜和钒

针对钛白粉样品中钛基体对电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定痕量铜和钒有干扰,提出了利用磷酸氢二铵[(NH₄)₂HPO₄]沉淀分离钛基体后ICP-AES测定钛白粉产品中痕量铜和钒的方法。对溶样方式、(NH₄)₂HPO₄沉淀钛的条件和ICP-AES的测定条件进行研究,结果表明:对于0.1 g钛白粉样品,在H₂SO₄和(NH₄)₂SO₄介质中,用沸水浴加热3～5 min,可使钛与(NH₄)₂HPO₄形成的Ti(HPO₄)₂沉淀完全,在实验确定的仪器工作条件下以Cu 324.7 mm和V 292.4 nm进行测定,结果稳定。铜和钒的检出限分别为 0.001 μg/mL和0.000 7 μg/mL。应用实验方法对钛白粉实际样品中铜和钒进行测定,相对标准偏差(RSD,n=6)不大于1.2%,加标回收率在90%～117%之间。方法可以用于钛白粉的日常分析。     

独居石负载钼氧化物催化材料制备及其NH3-SCR脱硝性能研究

使用浸渍法制备独居石负载钼氧化物的催化剂，并对其进行表征和NH₃-SCR脱硝性能测试。结果表明，当脱硝反应温度为400℃时，Mo/Ce物质的量之比为0.3的复合催化剂的NO转化率达到75%。独居石增大了催化剂的比表面积；负载金属氧化物均匀分散在独居石表面，形成了Ce³⁺/Ce⁴⁺、Mo⁵⁺/Mo⁶⁺共存的状态，能促进电子转移，生成氧空位和不饱和化学键，有利于独居石表面活性位点的增多。相对于纯独居石，复合催化剂的氧化还原能力和NH₃的脱附活化能力均有所提升，但主要集中在高温范围内，低温段脱硝效率提升相对较小。     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定废脱硝催化剂中钨和钛

选择酒石酸-氢氟酸-硝酸体系并利用微波消解处理样品,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钨和钛,建立了微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定废脱硝催化剂中钨和钛的方法。试验考察了消解体系及用量,优化了微波消解程序。结果表明,钨和钛的质量浓度分别为0.05~5mg/L和0.01~10mg/L与其相应的发射强度呈线性关系,相关系数分别为0.9995、0.9998,检出限分别为0.002%、0.0002%。废脱硝催化剂中铁、铝、钙、镁、钒和钼等元素对钨和钛的测定无影响。方法用于废脱硝催化剂样品中钨和钛的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)均小于3%,并与原子吸收光谱法(AAS)测定值一致。