V_2O_5/AC脱硝催化剂制备条件的实验研究

采用固定床反应器研究了活性炭负载V2O5(V2O5/AC)催化剂制备过程中各项参数对催化剂脱硝活性的影响。结果表明:HNO3预处理对于V2O5/AC催化剂脱硝活性具有明显的促进作用,最佳的V负载量为3%;活性组分前驱体在450℃以上可完全分解,最佳的预氧化温度为230℃;当温度过高时,活性炭载体在预氧化过程中会与O2反应,同时V2O5会在活性炭表面聚集,从而造成脱硝活性的下降;最佳条件下制备所得V2O5/AC催化剂在实验条件下表现出高度稳定的脱硝性能,脱硝效率达90%。     

用于选择性催化还原烟气脱硝的V_2O_5/TiO_2催化剂钾中毒动力学研究

基于催化剂颗粒中毒的渐进壳模型,依据SCR反应的Eley-Rideal机制,对颗粒状V2O5/TiO2催化剂的钾中毒动力学进行研究,建立了V2O5/TiO2催化剂的钾中毒动力学方程。以催化剂的活性保留分率为桥梁,利用模型预测值和实验值建立了催化剂上钾沉积量与反应时间的关系。模拟了烟气中钾浓度和催化剂钾中毒反应速率常数的耦合对催化剂活性保留分率的影响,模型结果催化剂实际运行结果相符合。这表明文中建立的V2O5/TiO2催化剂钾中毒动力学模型是合理的。     

制备参数对V_2O_5/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

研究分析了制备参数对V2O5/TiO2催化剂选择性催化还原脱硝性能的影响,考察了V2O5/TiO2催化剂的抗水抗硫性能。结果表明,载体TiO2的比表面积越大,结晶度越弱,越有利于V2O5/TiO2催化剂上的SCR反应;在煅烧温度为500℃和煅烧时间为5 h的条件下制备的1 wt.%V2O5/TiO2催化剂具有最高的脱硝活性,在典型的SCR反应温度范围(300～400℃),NO转化率达到92.7%～98.8%;随着催化剂上V2O5担载量的增加,有序的V2O5晶体随之增加,反应温度的升高将导致N2O生成量的增多,降低催化剂的选择性;当烟气中含有10%H2O和(0～0.2%)SO2时,对V2O5/TiO2催化剂的脱硝活性影响不大。     

SCR脱硝催化剂实际运行性能分析

对催化剂的实际运行性能进行掌控,是保证SCR脱硝系统稳定运行的关键。以某电厂新鲜催化剂及运行不同时间的催化剂为研究对象,对催化剂理化特性、机械特性、微观结构进行测试,分析其对运行效果的影响,并对运行中催化剂的工艺特性和活性进行分析,以期通过运行中催化剂性能检测为脱硝催化剂的更换及加装提供依据。研究结果表明,某燃煤电厂催化剂运行2年后,逃逸氨指标已接近保证值的上限,存在一定的运行风险。为保证脱硝机组的安全高效稳定运行,应积极开展催化剂运行后的管理工作。     

SCR脱硝催化剂反应活性探讨

随着我国对环保及氮氧化物排放指标要求的不断提高,SCR脱硝技术在我国得到了广泛的应用,SCR脱硝催化剂性能的好坏直接关系到脱硝系统的运行效果。通过对实际生产中因积灰堵塞、磨损和中毒使催化剂失活的原因分析,提出在设计和运行等方面的优化措施,以期对延长催化剂寿命、降低运行费用提供参考。     

长期停运烟气脱硝催化剂表征及性能评价

对比同批次新鲜催化剂,采用活性检测模拟试验研究某厂长期停运的烟气选择性催化还原(SCR)催化剂的表观活性变化。结合X射线衍射、扫描电镜、比表面分析和原位吡啶红外测定法表征分析催化剂晶体结构、微观形貌、比表面积、孔径分布和表面酸活性位点变化对于催化剂活性的影响。结果表明,使用后催化剂脱硝效率为94.12%,K/K0值为0.78,催化剂主相态晶型保持良好,仍具有运行潜力。催化剂粒子团聚劣化、平均孔径增大,比表面积下降(降低12.4%),表面的酸活性位点减少是催化剂性能下降的主要原因。     

蜂窝状CuO/γ-Al_2O_3催化剂表征及其烟气脱硝性能研究

通过浸渍法制备了CuO/γ-Al2O3系列催化剂,在模拟烟气脱硝试验装置上考察该催化剂的脱硝性能,并利用比表面积分析仪(BET)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行了微观表征分析,研究了CuO的负载量、煅烧温度及CeO2对催化剂表面性能及催化剂脱硝活性的影响。结果表明:随着负载量的增加,CuO的衍射特征峰强度随之增加;CuO负载量对CuO/γ-Al2O3催化剂的表面结构有较大影响,随着CuO负载量的增加,试样的比表面积和孔体积均呈减小趋势,而平均孔径略微增大;CuO/γ-Al2O3催化剂的活性较高,对NO选择性催化还原较为适宜;CuO负载量为7.5%,煅烧温度为500℃时催化剂的NO转化率最高可达91.4%,加入CeO2可使催化剂的NO脱除效率达到94.5%。     

粉煤灰负载锰基催化剂低温脱硝活性及水硫抗性的实验研究

采用超声波辅助浸渍法,以燃煤电厂粉煤灰为载体,硝酸铁为铁源,硝酸锰和高锰酸钾为不同锰源,分别制备Mn-Fe/FA(N)和Mn-Fe/FA粉煤灰负载锰基脱硝催化剂。利用自制固定床装置评价催化剂的脱硝活性,结合X射线光电子能谱(X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS),NH₃-程序升温脱附(temperatureprogrammeddesorptionTPD)和H2-程序升温还原(H2-temperature programmed reduction,TPR)等技术表征催化剂的化学特性,明晰催化剂的脱硝活性和水硫抗性机制。结果表明,Mn-Fe/FA催化剂的低温脱硝活性显著高于Mn-Fe/FA(N)催化剂;Mn-Fe/FA催化剂的脱硝活性温度窗较宽(70～200℃);在200℃,模拟烟气中水蒸气(体积分数5%或10%)对催化剂的脱硝活性没有影响;在含有5%H₂O和52mg/m~3 SO₂的模拟烟气中运行4h后,NO_x的转化率仍保持在75%。以KMnO4作为锰源可以提高催化剂的...     

SCR脱硝催化剂反应活性探讨

随着我国对环保要求以及对NO_x排放指标要求的不断提高,SCR脱硝技术在我国得到了广泛的应用。阐述了SCR脱硝技术的工艺原理,分析了SCR脱硝催化剂在运行中因积灰堵塞、磨损和中毒而失活的原因,提出了在设计和运行等方面的优化措施,以期能对延长催化剂使用寿命、降低运行费用提供参考借鉴。     

蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（NH3/NO、水蒸汽等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO2的氧化率和氨逃逸量的影响。发现自制蜂窝状催化剂在空速比（SV）小于3500h-1、NH3/NO在 0.9~1.0、温度320~420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求，低含量（低于2％）水蒸汽可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸汽对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸汽的加入会使NO脱除温度窗口拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。     

SCR烟气脱硝催化剂活性在线测试方法

以某电厂600 MW机组SCR脱硝装置催化剂为研究对象,对不同负荷下的脱硝效率、烟气量、氨逃逸率等参数进行了测试,并对催化剂的活性进行了计算分析。研究发现,机组负荷为600 MW,A、B两侧反应器催化剂活性分别为49.98 m/h和44.71 m/h,450 MW时A、B两侧分别为41.43 m/h和45.01 m/h,300 MW时A、B两侧分别为29.81 m/h和30.40 m/h,均与设计值37 m/h存在一定偏差;分析原因认为是实际烟气量和设计烟气量的差异造成的。以A侧催化剂为例,按照反应器空速,以线性方程对上述测试结果进行拟合计算,得出催化剂活性为37.43m/h,与设计值非常接近,验证了在线测试方法的可行性。     

平板式烟气脱硝催化剂活性检测方法研究及改进

目前,平板式烟气脱硝催化剂的活性检测模式主要参考国内外相关标准中所规定的方法执行,而在实际应用中往往存在适用范围窄、检测精度差等弊端。为提高平板式烟气脱硝催化剂活性检测的准确性,以及便于开展不同批次、不同厂家产品之间的比对,对现行检测方法展开论述,分析其特点和所存在的问题,提出了优化改进措施,同时通过试验对改进后的方法进行了验证。研究结果表明,所提出的改进方法解决了不同类型平板式催化剂之间脱硝活性的检测比对问题,并有效改善了传统检测模式下存在检测单元结构不稳定的缺陷,使得检测精度、准确度和可重现性得到显著提升。     

不同TiO2载体的SCR脱硝催化剂性能研究

采用分步浸渍法制备了两种脱硝催化剂,它们分别以锐钛型纳米级TiO_2和工业级TiO_2为载体,负载V_2O_5和WO_3在固定床反应器中,研究相同条件下不同载体对催化剂脱硝性能的影响,并通过比表面积测定、X-射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行研究。试验表明,以纳米级TiO_2为载体的催化剂具有较好的性能。     

V-Sb-Nb/TiO_2催化剂的制备及其抗中毒性能研究

采用浸渍法制备了负载Sb、Nb的V-Sb-Nb/TiO2催化剂,研究了典型中毒物质对其脱硝活性的影响,并将其催化性能与V2O5/TiO2、V2O5-WO3/TiO2做了比较。结果表明,与V2O5/TiO2相比,V-Sb-Nb/TiO2具有良好的抗金属氧化物及氯化物中毒的能力,同时其抗氯化物中毒的性能优于V2O5-WO3/TiO2。另外,在V-Sb-Nb/TiO2催化剂的基础上添加少量的WO3可以进一步提高催化剂脱硝活性。试验表明,Sb和Nb氧化物替代V2O5-WO3/TiO2催化剂(VWTi催化剂)中的WO3在经济技术上可行。     

SCR脱硝失活催化剂的清洗再生技术

对国华太仓发电有限公司(太仓电厂)2×600MW机组SCR烟气脱硝失活催化剂进行分析发现,CaSO4及SiO2等杂质的堵塞是导致SCR催化剂失活的主要原因。采用超声波化学清洗、活性负载、干燥煅烧等工艺对失活催化剂进行再生后,催化剂活性大幅提高,在330℃、空速45 000h-1的条件下,再生后的催化剂对NO的转化率由40.7%提高至94.1%。     

脱硝效率与催化剂层数

目前,燃煤电厂新、扩建工程同步脱硝已进入设计日程。其中脱硝效率应如何确定已成为首要课题,在脱硝效率确定以后,如何在采用SCR工艺时合理确定其安装和预留层数,尚存在争论,由于脱硝装置造价及运行成本中,催化剂均占主要部分,更成为重要课题之一。     

脱硝效率与催化剂层数

目前,燃煤电厂新、扩建工程同步脱硝已进入设计日程。其中脱硝效率应如何确定已成为首要课题,在脱硝效率确定以后,如何在采用SCR工艺时合理确定其安装和预留层数,尚存在争论,由于脱硝装置造价及运行成本中,催化剂均占主要部分,更成为重要课题之一。     

MnOx/TiO2低温脱硝催化剂优选及其性能分析

在模拟固定源烟气排放特征的环境下,分别研制比较了2种非负载型和1种负载型锰基催化剂的低温脱硝性能,初步筛选出低温活性较高的催化剂α-MnO₂/TiO₂,并对其抗水蒸气（H₂O）和抗SO₂性能进行了研究。试验结果表明,在无H₂O和无SO₂环境中,温度为150~200 ℃时,非负载型催化剂MnO_x和负载型催化剂MnO_x/TiO₂的催化活性均较高,NO_x转化率接近100%;但MnO_x/TiO₂催化剂低温时对H₂O与SO₂的耐受性差,特别是SO₂和H₂O同时加入时,催化活性将降至22%。低温脱硝工艺的工业化推广还存在诸多局限性,需进一步研究低温脱硝催化剂的抗H₂O和抗SO₂性能。     

干冰清洗脱硝催化剂的试验与应用

针对大型火电机组选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂积灰、堵塞、活性下降,而压缩空气吹灰器、声波吹灰器、蒸汽吹灰器等新型吹灰器无法实现高效吹灰,再生技术无法实现在线原位再生的现象,开发了干冰清洗技术.该技术应用于某150 MW机组SCR脱硝催化剂后,能有效清除催化剂微孔内的硫酸氢铵(ABS)灰垢,大幅增加比表面积,降低重...     

SCR脱硝催化剂寿命管理研究

催化剂是燃煤电站SCR脱硝系统的核心,其在运行过程中会缓慢失活,及时更换失活催化剂或者加装新催化剂是保证SCR脱硝系统高效经济运行的关键。以氨逃逸量为评判标准,基于SCR反应器的基础模型和催化剂失活模型,建立了符合脱硝工况实际的催化剂寿命管理模型。该模型以氨氮摩尔比小于1的真实工况为建模条件,综合考虑了反应器入口氨氮摩尔比以及反应器内部各层催化剂入口氨氮摩尔比变化,经与实际催化剂失活时间进行比较,证明所建模型准确,假设催化剂运行工况恰当。在此基础上,根据催化剂更换或者加装情况,给出12种可能的催化剂管理方案,并以催化剂使用寿命为评价标准,从中获得了最优方案。