SCR催化剂的组成对其脱硝性能的影响
摘要: 在以TiO2 为载体的基础上,考察了活性组分WO3 和V2O5 的质量分数以及SiO2 和Al2O3 的加入对SCR催化剂脱硝性能的影响,筛选出的最佳催化剂组成与某商业催化剂的催化活性、制备方法和催化剂组成进行比较。结果表明, SiO2 和Al2O3 的加入会降低催化剂的脱硝性能,筛选出的最佳催化剂组成为0. 5%V2O5 ～10%WO3 /TiO2 ;与实验室通过溶胶2凝胶法制备载体然后负载活性组分的制备方法不同,商业催化剂是将粒径均匀的锐钛矿型TiO2 与玻璃纤维(主要成分为SiO2 和Al2O3 )通过黏合剂混合制备成型的催化剂载体,然后负载活性组分;由于制备方法和催化剂组成等方面的较大差异, 0. 5%V2O5 ～10%WO3 /TiO2 在低于603 K时具有很好的NO脱除率,而商业催化剂在实际烟气温度(603 K～663 K)范围内,能稳定保持90%以上脱硝率。
关键词: 选择性催化还原, 氮氧化物, V2O5-WO3 /TiO2 , 商业SCR催化剂
氮氧化物(NOx )主要来自化石燃料燃烧,不仅是酸雨形成的主要原因,而且可与碳氢化物、臭氧等反应,形成光化学烟雾。目前,光化学烟雾已成为仅次于可吸入颗粒物和二氧化硫的重要大气污染物。燃煤电厂是NOx 的主要排放源之一。其NOx 控制除采用低氮燃烧外,还需采取燃烧后处理方法。目前,工业上广泛应用的是选择性催化还原( SelectiveCatalytic Reduction, SCR)技术。SCR技术以NH3 为还原剂(NH32SCR) ,V2O5 /TiO2 为催化剂, NOx 脱除效率可达85%以上。该技术对锅炉烟气NOx 控制效果显著,占地面积小、技术成熟并易于操作,无二次污染,在全球范围内已有数百台电厂燃煤锅炉成功应用的业绩和几十年的运行经验。
催化剂是SCR技术的核心,目前,仍未能实现国产化,其生产技术仅为国外几家大公司掌握,不利于中国对NOx 污染的控制。催化剂的组成对其性能影响很大, 特别是钒和钨的负载量、载体类型等对氧化钒物种的表面形态、催化剂的表面酸性和SCR反应的活化能影响很大。在已有对催化剂制备条件研究的基础上,本实验旨在通过较系统地研究WO3 和V2O5 的质量分数以及SiO2 和Al2O3 的加入对SCR催化剂脱硝性能的影响,并将实验室制得催化剂与某商业催化剂进行比较,以指导实验中催化剂的进一步研究,为SCR催化剂的国产化积累经验。
1 实验部分
2 结果与讨论
3 结 语
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