锰基与钒基低温脱硝催化剂的成型与应用研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanrenlaopan
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氨法选择性催化还原(NH3-SCR)是工业窑炉中脱除NOx的一种最有效的措施。工程应用最多的是掺杂WO3或MoO3的V基商业催化剂,需要将SCR反应器安装在脱硫除尘装置之前,来达到其活性温度范围300~400℃之间,此时催化剂容易受到高烟气速度冲击,尤其是在烟灰含量较高时,催化剂更易磨损破坏,此时烟气中含有的碱金属等有害物质也会影响催化剂的活性和寿命。因此,如何提高SCR催化剂在低温条件下(<250℃)的脱硝性能是国内外学术界和工业界研究的热点。  对于低温SCR脱硝技术的核心为低温催化剂的开发与研究,由于Mn-Ce/TiO2催化剂在低温条件下,表现出较高的低温活性与一定的抗水和抗硫性能,该催化剂受到国内外广泛研究。而V-W(Mo)/TiO2催化剂是传统的脱硝催化剂,具有较强的抗中毒能力,对于V-W(Mo)/TiO2催化剂的改进,使之具有低温活性也是广受研究。目前,对于这两种颗粒催化剂的研究很多,但是对于实际工程应用中,颗粒催化剂不能直接应用于工业当中,需将粉体催化剂通过挤出成型转化为传统的蜂窝式催化剂。而对于Mn-Ce/TiO2与V-W(Mo)/TiO2蜂窝催化剂的成型研究甚少。  本文采用浸渍法与共沉淀方法制备了Mn-Ce/TiO2颗粒催化剂,在此基础上通过模具挤出成型得到Mn-Ce/TiO2蜂窝式催化剂。同样V-W(Mo)/TiO2颗粒催化剂通过采用浸渍法制备出来,在此基础上通过模具挤出成型得到V-W(Mo)/TiO2蜂窝式催化剂。实验初步考察了两种类型的颗粒催化剂制备方法、制备条件、活性组分的负载量、焙烧温度以及催化活性。在颗粒催化剂的基础上,考察了不同活性组分负载量与各种添加剂对催化剂成型的影响,并研究了不同烟气条件对蜂窝式催化剂催化活性的影响。通过模块化生产与两个工程应用案例介绍了低温脱硝催化剂的实际生产工艺与应用状况。  结果表明,Mn、Ce摩尔比为2∶1时,Mn-Ce/TiO2颗粒催化剂表现出来最佳低温活性,共沉淀法制备的Mn-Ce/TiO2颗粒催化剂的低温脱硝活性略高于浸渍法。Mn-Ce/TiO2蜂窝催化剂在成型过程中,对于活性负载量小于或等于5%时可采用共混法挤出成型,而高负载量小于或等于15%时可采用共沉淀法对泥料预处理后再挤出成型。各添加剂对催化剂的泥料影响很大,根据选用不同添加剂,采用合适的量。对于V-W(Mo)/TiO2颗粒催化剂,V-W(Mo)/TiO2蜂窝催化剂的成型过程中,相比较Mn-Ce/TiO2蜂窝催化剂在成型较简单,主要原因在于负载量低有助于成型,但各添加剂对催化剂的泥料影响很大,根据选用不同添加剂,调节添加剂的含量,确定合适的添加剂含量。
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