V2O5-SiC催化劑煙氣脫硝機理及其反應動力學研究.pdf

1、選擇性催化還原法(SCR)是煙氣脫硝領(lǐng)域廣泛應用的方法，具有脫硝效率高、二次污染小等特點。目前工業(yè)上使用的傳統(tǒng)SCR催化劑V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2，雖然具有良好的脫硝活性，但為了避免煙氣中殘存SO2的毒化作用，運行溫度要在350℃以上，造成能耗和操作成本增加。近期文獻報道碳基載體催化劑（如活性炭/AC、活性焦/ACF和碳納米管/CNTs等）具有較高脫硝活性，而且SO2對其不僅不毒化還有明顯促進作用，研究表明這是載體

2、表面有碳元素的緣故。但由于AC、ACF等載體表面組成復雜，而且上述碳基載體容易在SCR反應中燒蝕。而碳化硅是由碳和硅形成的共價鍵化合物，其結(jié)構(gòu)類似于金剛石的正四面體，因此具有化學性能穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好和耐酸堿腐蝕等優(yōu)勢，是一種理想的催化劑載體材料。
　　本論文中以碳化硅為催化劑載體，首先采用等體積浸漬法制備V2O5/SiC催化劑，通過SEM、TEM、XRD、XPS和NH3-TPD等方法對催化劑結(jié)構(gòu)和形貌表征，研究催化劑在不同反應條件

3、下的脫硝性能、反應動力學及SO2對催化劑的影響，得到如下結(jié)論:
　　1.釩氧化物以V2O5形態(tài)在V2O5/SiC催化劑表面存在。
　　2.V2O5/SiC催化劑在V2O5負載量為15％時脫硝效果最好;在150℃～300℃范圍內(nèi)隨溫度升高脫硝活性逐漸提高，在300℃時，NO轉(zhuǎn)化率達到100％;實驗結(jié)果表明，催化反應遵循Eley-Rideal反應機理，即反應發(fā)生于吸附態(tài)的NH3與氣態(tài)或弱吸附態(tài)的NO之間。
　　3.V2O5

4、/SiC催化劑在150℃～300℃溫度區(qū)間內(nèi)不受擴散速率的影響，其催化還原NO反應過程對NO為一級反應、對NH3為零級反應、對于O2為0.5級反應;催化劑表觀活化能為38 kJ·mol-1。
　　4.反應溫度高于200℃時，SO2對催化劑表現(xiàn)為促進作用，并且V2O5負載量越低其促進作用越明顯;實驗時間在100 h內(nèi)，脫硝活性保持在90％以上，催化劑具有良好的穩(wěn)定性;不同載體對比發(fā)現(xiàn)當碳元素含量高于15％時，SO2對催化劑的脫硝活性