Cu-SSZ-13柴油机SCR催化剂水热老化试验

为了完善柴油机铜基分子筛选择性催化还原(SCR)催化剂的失活机理,使用流动反应试验系统对一步合成法Cu-SSZ-13催化剂样品进行水热老化处理以及标准SCR、NH_3氧化、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等评价测试,并基于X射线衍射(XRD)、原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)以及H_2程序升温还原(H_2-TPR)技术对样品进行微观表征分析.结果表明:850,℃水热老化会造成催化剂分子筛骨架结构垮塌,NH_3吸附活性位数目急剧下降,催化剂大幅度失活;而750,℃水热老化会造成催化剂布朗斯特(Br?nsted)酸性位减少,并发生孤立的Cu~(2+)位置迁移以及铜氧化物(CuO_x)生成等现象,使得催化剂SCR活性在一定程度上降低.     

SCR催化器热失活数值仿真

分析SCR催化器的老化形式,从催化剂颗粒直径和反应速率变化的角度对催化剂热失活特性进行研究.基于反应动力学模型,考虑SCR催化剂相对活性的降低,建立了SCR催化器热失活动力学模型.采用Fluent耦合CHEMKIN的技术路线,结合SCR催化器快速老化试验循环进行100,h的热失活模拟,建立SCR催化器二维流动模型,模拟载体入口处的温度变化,并以载体不同径向处的温度为单孔道的初始条件计算催化剂的平均粒径和相对活性变化.热失活前后催化剂的性能指标变化情况表明:NO转化效率随老化时间降低,起燃特性随老化过程明显恶化.     

计及催化剂失活的SCR脱硝反应器设计的模拟分析

采用催化剂失活模型、SCR烟气脱硝反应过程数学模型,对计及催化剂失活的SCR反应器的设计进行了模拟分析,并对设计方法进行了讨论.结果表明:在SCR反应器设计中,只要氨逃逸在允许的范围内,尽量采取较大的氨氮摩尔比,以减少催化剂的用量;随着催化剂活性下降,脱硝效率下降,氨逃逸随之上升,要在催化剂失活的过程中仍能保证脱硝效率,必须增加催化剂量;所需的催化剂量可以根据催化剂更换周期及预测的催化剂活性保持期来确定.     

钒钛基系列氨法SCR催化剂失活机理探析及其预防方法

阐述了氨法钛钒基选择催化还原催化剂脱硝原理,并且归纳总结其失活机理,针对工程实际情况,提供相应预防方法,以便提高烟气脱硝催化剂管理水平,延长催化剂寿命,降低烟气脱硝运行成本,对其他催化剂运行管理提供借鉴。     

大型燃煤机组SCR脱硝催化剂失活研究

催化剂是燃煤电厂选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术的核心,催化剂的活性和寿命决定了脱硝效率和脱硝成本.针对目前国内燃煤机组脱硝催化剂易失活、更换频率高等问题,通过查阅相关文献对催化剂磨蚀、堵塞、烧结、中毒等四种主要失活现象进行了研究.从四种主要失活现象的微观机理入手进行分析,并结合实际运行经验,总结了不同失活现象产生的原因,提出了在燃煤电厂实际运行中可有效抑制催化剂失活的方法.研究对提高脱硝效率、降低脱硝成本具有一定的指导意义.     

电厂脱硝催化剂活性下降分析

本文对SCR脱硝催化剂运行过程中活性下降的原因进行总结分析,得出催化剂热烧结、化学中毒、磨损、堵塞会导致催化剂失活,并介绍了有效防止催化剂失活的措施。     

生物质一体化制氢中催化剂的选择与失活再生研究

对生物质流化床快速热裂解-固定床催化重整一体化制氢中有效催化剂的选择及其性能变化进行了研究.选取空白试验、白云石、镍基催化剂进行对比实验.结果表明:高温有利于氢气产率和气相产品气碳元素选择性的提高,镍基催化剂的催化效果明显强于白云石,后者对一氧化碳有较好的选择性.对镍基催化剂的连续催化及循环失活再生研究表明,每次再生后...     

不同水热老化条件对Cu-SSZ-13分子筛催化剂理化特性的影响北大核心CSCD

使用催化剂小样老化装置对Cu-SSZ-13催化剂样品进行不同条件的水热老化处理,利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、N2吸脱附、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)等表征测试评价了水热老化处理中温度和水含量对于催化剂的晶体结构、气体吸附特性等理化的影响。结果表明,随水热老化温度的升高,由于表面分子筛结构出现坍塌,造成菱沸石(CHA)特征峰峰强降低,比表面积、孔容减小,总的NH3脱附量降低,表面Cu^(2+)比例增加。在5%水蒸气体积分数下,水热老化会在一定程度上破坏分子筛结构的完整性,造成比表面积的减小和CuO比例的升高;在10%及更高水蒸气体积分数下水热处理后,比表面积劣化减弱,表面Cu^(2+)比例增加。     

电站失活SCR催化剂再生试验研究

以在电站烟气实际运行中失活的催化剂为原料,通过去离子水水洗、硫酸酸洗、钒钨等活性物质重新负载等方法,开发了一套廉价有效的再生工艺,并通过ICP-OES、SEM、XRD等表征研究了每一步处理方法对催化剂结构和性能的影响。研究表明,经过完整再生工艺处理后失活催化剂脱硝活性在300～400℃温度窗口内提升30%以上,水洗过程能够去除大部分硫、钙等中毒元素,而酸洗经过硫酸化过程后增加催化活性中心的数量和酸性,从而提高催化剂脱硝活性,XRD表明再生后V2O5或WO3仍然以无定形态或高分散的形态分布在载体表面上。     

纳米级V_2O_5/TiO_2的活性特征及对碳烟氧化的催化作用

采用浸渍法制备了不同钒负载量的纳米级V_2O_5/TiO_2催化剂,通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffractomer,XRD)和傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR)测试手段对催化剂的物化特性进行表征。以Printex-U碳黑作为实际发动机颗粒的替代物,利用热重分析法探究V_2O_5负载量对催化氧化碳烟活性的影响,并基于Flynn-Wall-Ozawa法定量表征碳烟催化氧化反应过程。研究结果表明:较低钒负载量时,活性组分钒氧物种处于高度分散状态,基本呈现单层分布。当负载量较高(40%)时,部分钒氧物种开始团聚并以结晶态析出,催化剂表面出现明显的柱状晶结构。随着钒负载量的增加,在碳烟氧化过程中催化剂活性呈递增趋势。在一系列样品中,负载量20%的V_2O_5/TiO_2催化剂表现出最佳催化活性,与无触媒状态相比,碳烟氧化的起燃温度Ti、失重峰值温度Tp和燃尽温度Tf等特征温度的降幅最大。当负载量达40%时,V_2O_5主要以结晶相存在,占据大量活性位,降低催化效果。由FWO法热力学分析得到颗粒氧化的活化能的顺序为EPMEV5EV10EV40EV20。     

二噁英催化分解催化剂研究进展

二噁英(PCDD/Fs)是一类剧毒的大气持久性有机污染物.热催化分解法是高效分解二噁英的主要技术手段,而催化剂是二噁英热催化分解的核心.文中从各种不同种类催化剂的催化机理及研究情况,综述了近年来催化分解二噁英催化剂的研究进展.重点讨论了钒基、锰基、铈基以及贵金属催化剂催化分解二噁英的研究现状,阐述了催化剂的催化分解机理...     

V_2O_5-WO_3-TiO_2催化体系中V的取代对催化性能的影响

采用浸渍法制备了不同比例Fe2O_3和50%CuO、50%LaO_x分别替代催化体系中V的V_2O_5-WO_3-TiO_2催化剂,并对其理化性能和催化活件进行了表征.结果表明:质量分数为9%的WO_3能够保证500℃煅烧后的替代和未替代V_2O_5-WO_3-TiO_2催化剂具有较高的比表面积和较纯净的锐钛矿晶型,而氧化物替代对比表面积影响不大;当活性氧化物负载量的质量分数不高于3%时,Fe2O_3替代对V_2O_5-WO_3-TiO_2催化剂的SCR催化性能影响不大;而LaO_x替代使得催化剂的低温活件有所提高,同时高活性温度窗口也有一定程度的拓宽;CuO替代催化剂的活性明显低于其他几种催化剂;卒气流速增加,Fe2O_3替代催化剂的活性首先缓慢下降,在空气流速超过80 000 h~(-1)以后,转化效率急速下降;水蒸气使Fe2O_3替代催化剂的温度-转化率曲线向高温方向移动约50℃,但最高活性和高活性温度窗口变化不大.     

水热老化对三元催化器理化特性影响的试验研究北大核心CSCD

为探究水热老化条件对车用发动机三元催化器(three-way catalytic converter,TWC)理化性质的影响规律,利用快速水热老化试验装置对TWC样品进行了不同温度和不同空速的水热老化处理,并对老化前后的样品进行了N2物理吸附、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)等微观表征测试分析。试验结果表明:相同老化时间下,随着温度升高,TWC的比表面积急剧减小,孔容降低,孔径增大,CeO_(2)粒径增大,催化器载体的孔道物理结构表现出一定程度的坍塌;提高老化温度,Ce^(3+)相对含量有所降低,储氧能力等化学性质变化明显。相比温度,空速变化对TWC的物理结构影响较小,提高空速,Ce^(3+)相对含量升高,储氧能力增强。在水热老化过程中,温度是TWC性能劣化和失活的主要因素。     

基于小样性能和柴油机台架试验的Urea-SCR钒基催化剂老化研究

本文分别应用小样评价试验和柴油机台架试验对国产的矾基催化剂和进口的钒基催化剂分别进行了水热老化和硫老化性能研究,并进行了对比分析。小样评价性能试验结果表明:两种矾基催化剂都有较强的抗硫老化能力;但对水热老化都非常敏感,国产矾基催化剂的NOx转化率的高效温度窗口降低了18%,进口矾基催化剂的NOx转化率的高效窗口降低了15%。柴油机台架试验结果表明:快速老化对矾基催化剂的活性有较大的影响,进口催化剂的劣化率低于国产钒基催化剂,但经过台架快速老化考核后的两种催化剂都能满足国IV排放标准的使用要求。     

加热炉及发动机台架老化对钒基SCR催化剂性能的影响

为适应国V排放标准的要求,探索钒基SCR催化剂耐久性的考核评价方法。在发动机台架上测试发动机台架老化和电加热炉老化2种方式下催化剂的劣化率。结果表明,从稳态单点转化效率看,相比台架老化,炉体老化方式转化效率的下降量低,但对于钒基SCR催化剂在重型柴油机ESC循环时的排放2种老化方式未见明显差异,炉体老化方式可以节省资源,这对国V标准下考核钒基SCR催化剂耐久性时采用炉体老化方式具有一定参考意义。钒基SCR催化剂低温区对于热老化更加敏感,劣化率较高温区的高,在标定后处理策略时应考虑低温劣化情况,防止在应用过程中氨泄漏超标。     

我国SCR脱硝催化剂服役过程中运行规律的研究

针对某电厂SCR脱硝催化剂服役过程中的运行规律进行了现场试验研究,自行设计了催化剂活性测量装置,并利用先进的测试手段研究了催化剂失活的原因.结果表明:催化剂失活主要是由于催化剂磨损造成的活性组分流失及飞灰表面沉积共同作用所致,而在飞灰表面沉积作用中,以碱金属和CaSO4的影响为主.     

氟掺杂VOx/TiOy低温选择性催化还原催化剂的制备及其性能

通过溶胶一凝胶法制得氟掺杂氧化钛载体,然后负载活性组分氧化钒,制得了不同氟掺杂量的氧化钒/氧化钛催化剂,并对这些催化剂进行了活性测试和表征.结果表明:氟掺杂能大幅度提高催化剂的低温选择性催化还原(SCR)性能,且氟掺杂量为[F]/[Ti]=1.35×10-2时,催化活性最好;在453 K时,该催化荆对NO的脱除效率为61%,在483 K时,NO的脱除效率为97%;SO2和H2O对氟掺杂催化剂上的低温SCR反应存在协同抑制效应,且该抑制效应是可逆的;催化剂活性得到提高的原因在于,氟掺杂增强了活性组分氧化钒与载体氧化钛之间的相互作用,有利于提高催化剂的氧化还原性能,同时促进了超氧自由基的形成,有利于中间产物NO2和NO3-的生成.     

国内乙烯装置丙烯加氢精制工艺研究进展

石油烃裂解分离的碳三(C3)馏分催化选择加氢脱丙炔(MA)和丙二烯(PD)是工业上乙烯装置丙烯精制以制备聚合级丙烯的方法.碳三催化选择加氢工艺有气相、液相(包括气-液相)和催化精馏三种类型,其中以液相工艺应用最广,催化精馏工艺未见工业化报道.综述了近年来国内在碳三加氢反应动力学、加氢工艺及催化剂失活和再生方面取得的进展.动力学研究表明,丙炔和丙二烯的加氢速率与其浓度和氢气的分压成正比关系,而丙烯的加氢速率则仅与氢气的分压有关.国内碳三液相加氢工艺和催化剂不仅在国内装置上应用,而且已经出口国外.除了砷、一氧化碳和水是导致催化剂失活的原因以外,碳三馏分中的碳四组分浓度也是造成加氢催化剂失活的主要原因之一.采用低温空气氧化法取代传统的蒸汽-空气法实现催化剂再生具有再生周期长等优点.     

一步法制二甲醚双功能催化剂研究进展

从合成气一步法制二甲醚工艺出发,介绍了合成反应机理、双功能催化剂的改性研究和失活研究现状,阐述了双功能催化剂的研究发展趋势.Cu-Zn-Al-Li甲醇合成催化剂的活性及稳定性较好,应将其应用于双功能催化剂中.胶体沉积法、完全液相法分别是制备固定床、浆态床双功能催化剂的最佳方法.双功能催化剂的失活方式及失活原因仍处于研究中,目前还没有结论,是今后研究的一个重点.     

欧Ⅵ用钒基和铜基SCR催化剂对比研究

基于欧Ⅵ用钒基SCR催化剂和铜基SCR催化剂小样试验,从转化效率、氨存储、水热老化等三个方面,对钒基催化剂和铜基催化剂进行对比研究,分析发现铜基催化剂在低温转化效率方面优于钒基催化剂,在高温转化效率方面劣于钒基催化剂;而在氨存储和水热老化方面优于钒基催化剂。