SCR脱硝蜂窝陶瓷催化剂载体的制备

以二氧化钛、氧化铝作为主要原料,通过柱塞式挤压成型法制备了0.15 m×0.15 m×1 m规格的蜂窝陶瓷催化剂载体。通过对不同原料组成的载体性能对比,研究了各配方组分对载体性能的影响。为了提高载体活性,在21号配方的基础上加入A、B 2种商用造孔剂,考察了不同造孔剂的造孔性能。考察了蜂窝陶瓷载体负载催化剂后选择性催化还原(SCR)NO的活性,结果负载催化剂后的载体21a的在300℃时NO转化率达到最大96.5%。     

改进钒基SCR脱硝催化剂的抗碱金属中毒性能

以锐钛矿型二氧化钛和钛钨粉(5%WO3-TiO2)为载体,制备了系列钒和钨负载量不同的钒钛催化剂,考察碱金属和碱土金属(钾、钠和钙)对催化剂在氨选择性催化还原(NH3-SCR)氮氧化物反应中催化活性的影响。钾、钠和钙对钒钛催化剂的中毒影响大小顺序为钾钠钙。提高钒钛催化剂中钒的含量可显著提高催化剂的SCR活性和抗碱金属中毒性能,但高钒负载量(4.5%V2O5)造成催化剂氮气选择性明显下降,氧化亚氮生成显著增加。钨的添加有利于提高钒钛催化剂的低温活性和抗碱金属中毒性能,对氮气选择性无明显影响。     

载体碱蚀对CuMnCeOx/堇青石微波催化燃烧甲苯性能的影响

催化剂比表面积的增加可以为活性组分颗粒提供大量的附着位点,从而显著提高其催化活性.使用2.5 mol,L-1的NaOH溶液对蜂窝状堇青石进行碱蚀以增加其比表面积,采用等体积浸渍法制备了CuMnCeO/碱蚀堇青石催化剂,考察了碱蚀对催化剂微波催化燃烧甲苯性能的影响,并对碱蚀前后催化剂进行了BET、SEM、TEM和XRD表...     

紧凑型SCR催化剂在船舶柴油机上的脱硝性能

为了减小SCR系统在船舶上的占用空间,在YC6A220C型高速船舶柴油机实验平台上进行了紧凑型蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂在高空速下的脱硝实验研究,研究了不同氨氮比、空速、温度和NO浓度对脱硝性能的影响。实验结果表明:在氨氮比为1、空速35 000 h-1、温度250~360℃、NO浓度约205×10-6~600×10-6时,催化剂对柴油机尾气的脱硝效率都在80%以上,满足Tier-III对高速船舶柴油机的NOx排放标准;在氨氮比为1、空速35 000 h-1、温度360℃时,催化剂对NO浓度达到1 300×10-6和1 900×10-6的脱硝效率都在80%以上,达到Tier-III对中、低速柴油机的NOx排放标准。     

涂覆式蜂窝状钒钨钛催化剂的SCR及抗中毒性能

为制备性能优异的涂覆式蜂窝状SCR催化剂用于高效去除NO_x,采用正交实验探究添加剂对催化剂的涂覆效果及SCR性能影响。结果表明,当PVA和吐温-20含量分别为0.2%和0.1%,pH为1.5时制备的浆料有较好的负载率、附着率和NO转化率。而后对整体式蜂窝状V₂O₅-WO₃-TiO₂/堇青石催化剂进行SCR性能测试,其在350~500 ℃区间活性、耐C₃H₈、SO₂和H₂O反应催化活性均在80%以上,在350 ℃时稳定性均高于88%。通过粒径分析、SEM的表征结果表明,该配方制备的浆料能有效减少组分团聚作用,使其小于堇青石孔径,从而拥有较高的负载率和附着率。通过XPS、H₂-TPR和NH₃-TPD的表征结果表明,C₃H₈、SO₂和H₂O物质的加入会使促进反应的活性物质含量降低,与反应物竞争活性位点,从而降低催化剂氧化还原性能,进而影响催化剂催化活性。但在中高温区间,通过该配方制备的催化剂仍保持良好的酸性位和酸性数量,且与反应物竞争作用降低,从而在中高温度区间仍能保持良好的性能。本研究可为涂覆式蜂窝状催化剂的优化合成、提升其去除氮氧化物及抗中毒性能提供参考。     

多孔TiO2为载体的V2O5-WO3脱硝催化剂制备和表征

以硫酸氧钛为钛源,氨水为沉淀剂,制备得到大比表面积(60m2/g)的锐钛矿TiO2载体.TiO2载体具有多孔结构,孔径集中在5～12nm,孔体积达到0.24cm3/g.以多孔TiO2为载体,采用浸渍法制备不同V2O5负载量的V2O5-WO3催化剂,利用拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并研究了不同V2O5负载量催化剂的脱硝活性,以及NO浓度和NH3/NO摩尔比对催化剂活性的影响.结果表明,V2O5在TiO2表面高度分散,当V2O5负载量在3%(质量分数)以下时,载体表面钒物种为单体钒,表现出最好的脱硝活性,在280～450℃内NO转化率均能达到90%以上.该催化剂对不同进口NO浓度有较强的适应能力.采用该催化剂的脱硝工艺,NH3/NO摩尔比宜保持在0.8～1.0.     

Pt-CuMnCeOx/堇青石微波催化燃烧VOCs性能

微波催化燃烧是一项新的VOCs处理技术,提升VOCs处理效率的关键在于开发催化活性更高、性能更稳定的催化剂。将贵金属Pt与铜锰铈金属氧化物复合制备了Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂,SEM、BET和XRD表征基础上测试催化剂对双组分VOCs-甲苯和乙酸乙酯的催化活性与稳定性。研究表明,Pt的复合提高了催化剂表面活性颗粒的分散性,增大了催化剂的比表面积和孔体积,升高了铜锰价态而提高了催化剂的低温催化活性。微波功率40 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂的甲苯和乙酸乙酯的降解效率高出CuMnCeO_x/堇青石16%和11%;微波功率70 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂可完全去除甲苯和乙酸乙酯,总VOCs去除率达97%左右且活性保持稳定。本研究结果可为微波催化燃烧VOCs技术提供参考。     

燃煤烟气低温SCR脱硝中试研究

低温选择性催化还原(SCR)脱硝是国内外脱硝技术研发的热点,但目前主要集中在实验室小试范围,无法完全反映催化剂在实际烟气中的运行状况。在30 t/h循环流化床燃煤锅炉脱硫除尘装置后建设了2 000~5 000 m3/h的SCR脱硝中试装置,经系统研究发现,中试使用的蜂窝式催化剂对SO2和NO具有很强的吸附能力,且反应温度、喷氨速率和气体空速均会影响催化脱硝效率。为期5 d的连续运行实验结果表明,催化剂的脱硝效率一直稳定在30%~50%,并未发现明显的失活,这证明设计除雾除尘器、较大的混合器、混合器与反应器间较长的管路均有利于缓解催化剂因SO2、H2O和飞灰中的碱性金属导致的失活。     

改进一步法制备Cu/SAPO-34/堇青石催化剂及其脱硝效率

采用改进一步法制备堇青石整体式Cu/SAPO-34分子筛催化剂,考察了涂覆工艺中黏结剂和分散剂对整体式催化剂性能的影响,以求获得最优添加剂量以达到较高整体式催化剂脱硝效率。研究结果表明,相比于传统一步法,改进一步法工艺简单,涂层更均匀。黏结剂的加入明显提高涂层强度,其中铝溶胶效果最好。铝溶胶降低催化剂活性,酸性硅溶胶提高催化剂低温活性,碱性硅溶胶提高催化剂高温活性。分散剂提高了催化剂涂层强度和脱硝效率。添加17%酸性硅溶胶量所制备的Cu/SAPO-34催化剂具有最好的NO转化率,在30 000 h-1空速下,NO转化效率在90%以上的温度窗口为200~425 ℃,起燃温度为150 ℃,且具有较好的涂层强度。实验结果证明改进一步法脱硝效果较好,且工艺简单节省能源,可以为整体式催化剂的生产制备工艺提供参考。     

以改性TiO2-SnO2为载体的SCR脱硝催化剂性能

研究以共沉淀法制备TiO2-SnO2复合载体,浸渍负载活性组分CeO2制成SCR脱硝催化剂。以NH3为还原剂,在适当的模拟烟气的实验条件下,考察了不同载体催化剂在150~400 ℃内对脱硝性能的影响。实验结果表明,经过改性的TiO2-SnO2复合载体改性对催化剂的脱硝性能有较大的影响,SnO2的加入大大提高了Ce/TiO2的脱硝效率,并可以在一定程度上抵抗SO2带来的毒害和钝化作用。此外,利用BET、XRD和SEM等表征手段,研究载体改性对催化剂微观结构的影响。表征结果显示,SnO2的掺杂可在一定程度上促进载体及催化剂比表面积的增加,复合载体TiO2-SnO2对于活性组分CeO2有着更好的分散性,活性组分CeO2以高度分散的形式存在或呈无定型状态存在于复合载体TiO2-SnO2的表面,未出现团聚的现象。     

负载型Mn-Ce/TiO2催化剂的制备及其低温脱硝活性简

以成型TiO₂作为载体,通过浸渍法制备了Mn-Ce/TiO₂低温SCR催化剂,并系统研究了制备方法、煅烧条件、活性组分担载量、Mn含量等参数对催化剂催化还原NO性能的影响。结果表明,煅烧温度的升高会促使活性组分结晶度的提高,从而引起催化活性的降低,在500℃和600℃下所得Mn-Ce/TiO₂催化剂活性组分为无定型态,表现出较高的脱硝活性。活性组分担载量的增加有利于催化活性的提高。Mn含量对Mn-Ce/TiO₂催化剂的活性有较大影响,当Mn/（Mn+Ce）摩尔比为40%和85%时,催化剂活性最高。     

MnOx/Al-SBA-15催化剂低温NH3选择性催化还原NO的原位红外研究简

用原位红外分别进行了MnO_x/Al-SBA-15催化剂上NH₃和NO+O₂的吸附态和瞬态实验以及NH₃+NO+O₂反应的稳态实验。结果表明,催化剂上存在着L酸位和B酸位,NH₃吸附在催化剂上形成配位态的NH₃和NH₄⁺,配位态的NH₃能脱氢形成—NH₂活性中间态。NO+O₂在催化剂上吸附形成硝酸盐类、硝基类和亚硝酸盐类。将NO+O₂通入预吸附NH₃的催化剂中时,表面的配位态的NH₃、NH₄⁺和—NH₂都会减少直至消失,SCR反应显著。而将NH₃通入预吸附NO+O₂的催化剂中时,只有硝基类和亚硝酸盐类减少,硝酸盐类基本不发生变化,SCR反应微弱。NH₃+NO+O₂稳态反应中,催化剂表面稳定存在着NH₄⁺和硝酸盐类,SCR反应显著。     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO+NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。     

介质阻挡放电协同Ag/Al_2O_3对NO_x脱除的影响

为有效去除发电厂烟气中产生的NOx,利用介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体并结合催化剂Ag/Al2O3进行烟气脱硝实验,研究了在加入乙烯的条件下,平均负载量、催化温度和装置的布置方式对NOx脱除的影响。结果表明,随着负载的增多,NO脱除率呈现先增大后减小的趋势,5种负载量中最佳为1.76%;随着催化温度的升高,NO脱除率同样呈现先增大后减小的趋势,最佳的催化温度为150℃左右;3种不同布置方式对NO和NOx脱除有明显差别,单独催化剂在NO和NOx的脱除率都比较低;单独介质阻挡放电NO脱除率很高,但是NOx很却很低;而两者结合在NO和NOx都达到了很好的效果。     

Regression modelling of hourly NOx and NO2 concentrations in urban air in London

Based on hourly measurements of NO_x NO₂ and O₃ and meteorological data, an ordinary least squares (OLS) model and a first-order autocorrelation (AR) model were developed to analyse the regression and prediction of NO_x and NO₂ concentrations in London. Primary emissions and wind speed are the most important factors influencing NO_x concentrations; in addition to these two, reaction of NO with O₃ is also a major factor influencing NO₂ concentrations. The AR model resulted in high correlation coefficients (R > 0.95) for the NO_x and NO₂ regression based on a whole year's data, and is capable of predicting NO₂ (R = 0.83) and NO_x (R = 0.65) concentrations when the explanatory variables were available. The analysis of the structure of regression models by Principal Component Analysis (PCA) indicates that the regression models are stable. The results of the OLS model indicate that there was an exceptional NO₂ source, other than primary emission and reaction of NO with O₃, in the air pollution episode in London in December 1991.     

Ce-TiO2催化剂在含SO2气氛下的NH3-SCR中毒机理及其Co3O4改性性能

通过对Ce-TiO₂催化剂在含硫气氛下、不同温度的NH₃-SCR活性演变,结合含硫组分的定量分析、原位红外分析,研究了Ce-TiO₂催化剂在不同温度的SO₂中毒机理。结果表明,在180 ℃下,Ce-TiO₂脱硝活性对硫酸铈的生成极为敏感,0.1 mmol·g⁻¹的硫酸铈生成导致脱硝活性从50.7%降至18.5%,随后硫酸铈持续沉积,低温脱硝活性缓慢下降;在240 ℃下,Ce-TiO₂脱硝活性对硫酸铈的生成敏感性较低,脱硝活性随时间缓慢下降,0.18 mmol·g⁻¹的硫酸铈生成导致脱硝活性从100%降至53.8%,随后硫酸铈持续生成。Co改性活性结果表明：在180 ℃时,脱硝活性从50.7%提升至94.2%,且180 ℃和240 ℃抗硫性能均有所提升。进一步的表征测试表明：Co的掺杂能提升Ce-TiO₂催化剂的氧化还原性能,并抑制SO₂在催化剂表面的吸附,提升催化剂的抗硫性能。原位红外测试结果表明：硫酸化后的Ce-Co-TiO₂催化剂仍能维持了E-R、L-H脱硝反应路径的进行,保证了一定的低温脱硝活性。本研究探索了SCR催化剂的中毒机制,可为其改性与活性提升提供参考。     

除氟活性铝氧化物(AlO_xH_y-F_n)的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷(As(Ⅲ))和五价砷(As(Ⅴ))吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218.88 m2/g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ),且反应24 h后的平衡吸附量分别为0.60和3.41 mg/g,朗格缪尔模型可以很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别为13.63和63.27 mg/g;AlOxHy-Fn在pH=4~10范围内对As(Ⅴ)去除率在90%以上,As(Ⅲ)在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32%以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的吸附有重要影响,电负性As(Ⅴ)较电中性As(Ⅲ)更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低(0.40 mg/g),过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As(Ⅴ)吸附量之间有明显正相关关系(R2=0.97),但与As(Ⅲ)吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4~10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)是提高去除效果的重要手段。