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煤炭是我国主要一次能源,80%左右用于燃烧发电和供热,所排放的粉尘、S02(硫)和NOx(硝)是我国大气污染的最大源头。我国在“十一五"期间强化了除尘和脱硫技术的推广应用,基本解决了粉尘和SO2污染,但对燃煤NOx的排放控制刚刚起步。近年来,燃煤量的快速增长导致NOx排放量与日俱增,2010年达1000万吨以上,环境污染形势严峻。因此,燃煤NOx排放控制被列为我国“十二五”规划的重点内容之一目前用于处理燃煤烟气NOx的主流技术是选择性催化还原(SCR)技术,即采用NH3将NOx还原为N2而排放。商用SCR采用的催化剂主要为蜂窝式V2O5/TiO2基催化剂,市场占有率达75%以上,国内引进了多条生产线。由于蜂窝体生产难度大、抗尘能力差的缺点,国外开发了板式V2O5/TiO2基催化剂,生产技术由日本Babcock-Hitachi公司和德国Argillon公司掌握,国内尚无生产报道。鉴于板式催化剂不仅活性高,而且更适合我国燃煤烟气含尘量高的特点,本论文提出板式V2O5/TiO2催化剂的制备研究,力争形成具有自主知识产权的、高效率、高强度、低成本的板式催化剂制备技术。本文针对我国原料来源(TiO2粉、粘结剂等)的特点,首先对V2O5/TiO2基催化剂的配方和制备工艺进行了研究;在确立基本配方的基础上,探索了板式催化剂的成型工艺,并考察了烟气条件和操作条件对自制催化剂性能的影响,得出以下主要结论:(1)国产超细钛粉不适于做脱硝催化剂载体,但国产纳米钛粉与进口钛粉所制备催化剂的脱硝活性相当,脱硝率达85%以上;纳米钛粉的比表面积大,有利于活性组分V2O5与载体的相互作用,使得V中V4+相对含量多、催化剂的脱硝活性高;超细钛粉的比表面积小,不利于V2O5与TiO2相互作用,V以V5+为主,导致催化剂的脱硝率低。(2)泥料配制中加氨水可降低催化剂的SO2氧化性,但NO脱除率也降低;催化剂适宜焙烧温度区间为400-600℃;提高V2O5担载量,脱硝率和SO2氧化率均提高,为了控制SO2氧化,适宜载钒量为1-2%;WO3对NO脱除率影响不大,但可抑制SO2氧化;WO3含量为5%时,SO2氧化率即可满足工业要求;无论是有机粘结剂还是无机粘结剂,其种类对催化剂的活性影响不大。(3)烟气中的H2O含量越高,脱硝率和SO2氧化率均越低;随着气氛中O2含量的增加,NO脱除率略有降低,SO2氧化率变化不大;空速为1000-7015 h-1时,自制催化剂的活性位已足够,空速越大,SO2氧化率越低;(4)随着反应温度从300℃升至450℃,NO脱除率变化不大,但SO2氧化率提高;NH3/NO比从1.0提高1.1,脱硝率提高,继续提高NH3/NO比,则脱硝率将变化很小,最佳NH3量与催化剂表面的活性位多少有关;NH3/NO比对催化剂的SO2氧化率影响很小;SO2对脱硝活性的影响与NH3/NO有关,NH3/NO(?)(?)时有抑制作用,NH3/NO高时抑制作用消失;由于烟气中SO2对催化剂的硫化作用,催化剂的脱硝活性逐渐提高,随着催化剂表面性质的稳定而逐步稳定。(5)玻璃纤维可以显著提高板式催化剂的强度,防止催化剂脱落;为了保障催化剂的活性和强度,无机粘结剂最佳加入量为20%;催化剂泥料陈化5天,则各组分基本均匀分布,8 MPa成型时催化剂的整体强度较高,成型压力低于8 MPa时,催化剂的强度差;加湿干燥所得的催化剂粉化现象严重,相比之下,普通干燥优于加湿干燥,这点与蜂窝催化剂干燥不同。(6)板式V2O5-WO3/TiO2催化剂的配方为(质量分数):65%TiO2、1.55%V2O5、8%WO3、5%玻璃纤维、20%膨润土、5%HPMC(焙烧时烧失,以焙烧后催化剂质量为基准)。泥料陈化5天后于8 MPa成型,之后于110℃干燥2h,450℃下焙烧5h制得板式催化剂。自制板式催化剂的整体厚度为0.7 mm,2 h磨损率为0.48%,与进口板式催化剂相当;400℃时脱硝率为81%,与进口板式催化剂的相当;但其SO2氧化率明显低于进口催化剂(1.4%vs.5%)