稀土氧化物對SCR脫硝催化劑結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、氮氧化物(NOx)是形成酸雨以及光化學(xué)煙霧的罪魁禍首,嚴重破壞環(huán)境和損害人體健康。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是重要的煙氣脫硝技術(shù),而催化劑是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。但是其核心技術(shù)掌握在少數(shù)發(fā)達國家手中,并且SCR催化劑技術(shù)有許多急需改進和提高的地方,所以研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)、高效低成本的SCR脫硝催化劑具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　本文首先研究以納米TiO2為載體,負載不同配比的V2O5和WO3為活性組分,通過擠壓成型技術(shù),制備蜂窩

2、狀SCR脫硝催化劑。在自主搭建的催化劑脫硝試驗裝置上對其脫硝性能進行試驗研究和檢測分析,探討V2O5和WO3負載量對釩鈦類催化劑性能的影響,得到最佳性能配比。通過添加稀土氧化物對釩鈦類催化劑進行改性,制備負載不同含量氧化鈰、氧化鑭和氧化鉺的催化劑,探索稀土氧化物種類及含量對釩鈦類催化劑性能的影響。采用SEM、EDS、XRD、BET等分析方法對催化劑進行表征;在自制試驗裝置上研究和討論了反應(yīng)溫度、空速、氨氮比、氮氧化物濃度、氧濃度和鍛燒溫

3、度對催化性能的影響。最后對催化劑的SCR反應(yīng)動力學(xué)進行初步研究。
　　研究結(jié)果表明:1％V-10％W催化劑的各方面綜合性能最佳,其最高脫硝效率達到94.51％;在300℃～450℃溫度窗口中,脫硝效率都在88％以上;稀土氧化物的負載量對釩鈦脫硝催化劑的脫硝性能有著較大影響,其中CeO2的負載量為1％時脫硝性能最佳,La2O3的負載量為1.5％時,脫硝效率較好;焙燒溫度對催化劑的比表面積有較大影響,所用TiO2的比表面積為89.46

4、 m2?g-1,而1％V-10％W催化劑經(jīng)過600℃和750℃焙燒后比表面積分別降為74.32和43.49 m2?g-1;焙燒溫度對催化劑的強度也有顯著影響,600℃和750℃焙燒后1％V-10％W催化劑的抗壓強度分別為1.58和2.00 MPa;含稀土催化劑的強度高于不含稀土催化劑,含1％CeO2的催化劑600℃和750℃時抗壓強度分別達到2.97和3.50 MPa;1％Ce-V催化劑在250℃時的脫硝效率達到90％,在300～450

5、℃范圍,其脫硝效率都超過97％;1％La-V在350℃時的脫硝效率達到97.45％;添加稀土元素提高釩鈦類催化劑7％左右的抗中毒能力,損失率最小的是0.5％La-V催化劑,為59.66％,其次是1％La-V催化劑,而無稀土元素的催化劑的損失率為67.41％。
　　在200～350℃范圍內(nèi),隨反應(yīng)溫度升高,各催化劑脫硝效率都迅速提高,350℃時達到最大值,400℃之后有所下降;在同一溫度下,各種催化劑的脫硝效率都隨空速增大而降低;在

6、氨氮比小于1時,各催化劑的脫硝效率隨氨氮比增加而明顯增加,大于1時,脫硝效率幾乎保持不變;當O2濃度小于2％時,脫硝效率很低,大于4％時,趨于最佳,O2濃度繼續(xù)增加,趨于平緩;所研制的催化劑適合脫除氮氧化物的濃度范圍較寬廣;1％V-10％W催化劑合適的煅燒溫度為600℃,煅燒溫度升高將顯著降低NOx脫硝效率和損失溫度窗口;1％Ce-V催化劑在600℃焙燒時得到的脫硝性能較高,而750℃燒結(jié)時得到的抗壓強度更大;添加稀土氧化物可以提高釩鈦