化石燃料的燃烧产生大量的SO2、NOx等大气污染物,给社会生产和生态环境造成不便和危害,目前,钙基湿法脱硫技术和SCR脱硝技术分别是烟气脱硫和脱硝的主流技术,但面临着一系列的问题和挑战,随着对环境保护的要求越来越高,迫切需要更加高效脱硫技术的开发和成熟脱硝技术的实施。活性焦(AC)法为代表的干法脱硫工艺能够克服钙基湿法脱硫技术的缺点且能回收硫资源,而且在喷NH3的条件下能够同时脱除烟气中的S02、NOx、Hg、VOCs等多种污染物,在对环境保护的要求越来越高的今天,该技术的优势越来越明显。前人在传统活性焦法的基础上开发了V205/AC催化剂,提高了 AC的脱硫脱硝活性,使其最佳反应温度由100℃提高到150-200℃,能更好地与锅炉烟气温度相匹配,具有良好的应用前景,研究范畴涉及V205/AC催化剂的制备条件、脱硫脱硝反应的机理及动力学行为、烟气组分对脱硫脱硝的影响、催化剂的热稳定性、再生机理、再生氛围对再生行为的影响、再生过程与硫资源化的耦合等,但对再生过程中的动力学行为还有待进一步的认识,需要说明的是,无论是单独的脱硫工艺还是一体化脱除工艺,吸硫饱和后的(V2O5/)AC经过再生(硫资源化)过程后才能进入到下一个催化循环,因此再生过程十分关键,对该过程动力学方面的认识能为再生反应器的设计提供基础数据。以NH3或尿素为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广和最为成熟的烟气脱硝技术,以WO3或MoO3为助剂的V205/Ti02催化剂应用最多。为避免硫铵盐中毒,工业上通常将该催化剂置于除尘器之前的300-400℃的环境中,复杂的烟气环境使催化剂逐渐失去活性,失活原因包括物理堵塞、磨损、烧结和粉尘侵蚀造成的化学中毒等,其中碱金属和碱土金属中毒是导致其化学中毒的主要原因,也是前人研究最多的方面。遗憾的是,在前人的研究中,往往不考虑烟气组分尤其是S02、C02等酸性气体的影响。另外,钒钛基催化剂中W03的担载量通常远多于V205的担载量,碱金属/碱土金属与WO3之间是否有相互作用以及该作用对催化剂抗中毒能力的影响,未见相关文献报道。鉴于以上分析,本论文着重研究吸硫V205/AC催化剂的热再生动力学、S02和C02对V205-WO3/TiO2催化剂碱土金属中毒的影响、W03含量对V205-WO3/Ti02催化剂Ca中毒的影响。主要结论如下:(1)吸硫V205/AC催化剂在热再生过程中主要发生H2SO4和C之间的反应,生成S02、CO2和H2O。该过程分为两个阶段,H2SO4转化率为0.1-0.4时,反应的活化能在85.7 kJ/mol左右,遵循一级反应动力学;H2SO4转化率从0.5提高至0.8时,反应活化能从88.9 kJ/mol升高到112.1 kJ/mol,Jander三维扩散模型f(a)=1.5(1-a)2/3[1-(1-a)1/3]-1较好地描述该过程,说明此时未反应的H2SO4向C的扩散为反应限制步骤。(2)CO2提高了未中毒V205-WO3/TiO2催化剂的酸性而促进其脱硝;在无S02情况下(即CaCl2单独或CaCl2+C02共同存在的情况下),Ca与WO3反应生成CaWO4,Ca与V类物质可能也有类似的相互作用,从而降低催化剂的表面酸性和氧化能力而使催化剂中毒;在有SO2存在的情况下(SO2或SO2+CO2),Ca优先与SO2反应生成CaSO4而抑制CaWO4的生成,同时SO42-的生成增强Ca中毒催化剂的表面酸性。尽管CaSO4覆盖WO3和V类物质而使两者在H2-TPR实验中表现不出氧化性,但这些活性位在SCR反应中仍然具有活化NH3的能力。SO2缓解催化剂Ca中毒的本质是含硫化合物与V类物质间的协同作用。(3)Ca的担载降低催化剂中酸性位的数量和强度,尤其是W类物质上Lewis酸性位的数量和强度,降低催化剂的氧化性,尤其在较低温度下(300℃),抑制V5+=O对NH3的氧化活化能力,使催化剂中毒,随着温度的升高,催化剂的氧化能力逐渐增强,Ca的毒化能力逐渐减弱;WO3含量的增加有利于催化剂中微孔数量和比表面积的增加,能与V相互作用形成具有更多不同氧化还原能力的物质,提高催化剂的氧化还原能力和表面酸性;WO3与Ca之间具有强烈的相互作用,明显降低Ca的毒化作用,尤其是在较低温度下(300℃),WO3含量的增加明显提高Ca中毒催化剂的脱硝活性,但过多WO3会导致聚合结晶,而不利于催化剂比表面积的增加和酸性的增强。(4)对比MgCl2与CaCl2对V2O5-WO3/TiO2催化剂的中毒程度,当烟气中仅有CO2时,Mg与催化剂活性组分间的相互作用较弱,未发现MgWO4的形成,这点不同于Ca中毒(形成CaWO4),而且Mg中毒催化剂中V3+比例低于Ca中毒催化剂,因此Mg中毒催化剂的酸性和氧化性降低程度弱于Ca中毒催化剂,导致催化剂的Mg中毒不如Ca中毒严重。S02+C02共存时,Mg易于扩散至催化剂内部,与催化剂粘结剂中的Si反应生成Mg2Si04,含S化合物的生成明显提高催化剂的表面酸性,促进催化剂脱硝活性的提高,但提高程度不如Ca中毒催化剂明显,Ca中毒催化剂中CaW04的生成被抑制,V3+的比例明显下降甚至消失,表面酸性明显增强,脱硝活性显著提高。