SCR板式脫硝催化劑的工藝與性能研究.pdf

1、近年來，氮氧化合物（NOx）對環(huán)境已經(jīng)造成嚴(yán)重的危害，目前選擇性催化還原（SCR）法是最有效的De-NOx技術(shù)。SCR技術(shù)的核心是脫硝催化劑，中溫蜂窩式脫硝催化劑已在世界范圍內(nèi)被廣泛地應(yīng)用，但中溫蜂窩式脫硝催化劑的抗堵塞和抗磨損性能較差，因此不適合在高灰分條件下的使用；而板式脫硝催化劑具有優(yōu)良的抗堵、抗磨損等性能，可在高灰分條件下順利地運(yùn)行。板式脫硝催化劑的制備工藝被日本、歐美等國家壟斷，雖然近幾年，國內(nèi)的科研院所致力于板式催化劑成型工

2、藝和配方的研究，但是目前尚無自主知識產(chǎn)權(quán)的、可以用于工業(yè)生產(chǎn)的板式脫硝催化劑的生產(chǎn)線，因此立項對板式脫硝催化劑成型工藝及配方的研究有重大意義。本課題采用輥壓的方法制備板式脫硝催化劑，輥壓成型法的成型效率高于液壓機(jī)壓制成型法。
　　近年來我國著重解決大氣污染治理問題，一再提高煙氣的硫硝排放標(biāo)準(zhǔn)，因此對SCR脫硝催化劑的需求量及品質(zhì)要求越來越高。催化劑的載體材料TiO2占催化劑總含量80％以上，并且國產(chǎn)的催化劑載體材料魚龍混雜，因此對

3、載體材料進(jìn)行針對性研究并提出一定的評價依據(jù)十分必要。鑒于此，本課題選取了三種國產(chǎn)載體材料 HTm、PB1m、PB2m，并采用半浸漬法制備了HT、PB1、PB2系列催化劑泥料，然后將泥料通過24小時的密封陳腐，由自行設(shè)計的板式成型機(jī)進(jìn)行成型，最后將成型催化劑經(jīng)室溫-60℃程序升溫干燥5天，60-610℃程序升溫焙燒33小時。對所制備的板式脫硝催化劑在模擬煙氣條件下進(jìn)行脫硝活性檢測，并采用BET、Raman、XPS、TPR表征方法檢測分析國

4、內(nèi)常見的TiO2-WO3-SO42-型載體材料的性能及其對所制備的催化劑脫硝效率的影響，為評價國產(chǎn)催化劑載體材料的品質(zhì)提供一定的理論基礎(chǔ)。分析討論WOx與VOx之間的相互作用關(guān)系，以及WOx對VOx的改性作用機(jī)理。得出以下結(jié)論：
　　結(jié)果表明：自行設(shè)計的輥壓板式成型機(jī)可以順利地制備板式催化劑并且不存在開裂現(xiàn)象；當(dāng)載體的比表面積太大時，雖然有利于降低VOx的聚合度，但同時促進(jìn)孤立態(tài)VOx地形成，比表面積太小時，會使催化劑具有較低的比

5、表面積，因此，只有當(dāng)載體的比表面積大小適宜時，最有利于脫硝反應(yīng)；強(qiáng)B酸性位更容易吸附NH3，但是強(qiáng)B酸性位與NH3之間的電子作用力較強(qiáng)，導(dǎo)致中間產(chǎn)物不易分解，阻礙反應(yīng)的順利進(jìn)行；W6+與VOx之間的電子效應(yīng)遠(yuǎn)大于W5+，W6+的含量越高，越有利于提高WOx對VOx的改性作用；具有氧缺陷結(jié)構(gòu)形式的W6+Ox，更容易與O結(jié)合，與VOx形成W-O-V式結(jié)構(gòu)，因此，該結(jié)構(gòu)的W6+Ox更容易與VOx發(fā)生電子作用，有利于WOx對VOx進(jìn)行改性；載體

6、表面WOx的聚合度越低，分散性越好，越有利于WOx與VOx的接觸，有利于WOx對VOx的改性，促進(jìn)脫硝反應(yīng)；適度降低氧化位V5+=O中V的氧化態(tài)，可以有效抑制NH3和SO2氧化反應(yīng)地發(fā)生；WOx與VOx之間存在著相互作用，兩者不是孤立地存在于載體的表面，一方面，WOx可以通過在催化劑表面的占位效應(yīng)，促進(jìn)聚合態(tài)VOx地形成，另一方面，WOx可以與VOx發(fā)生電子作用形成W-O-V式結(jié)構(gòu)，降低氧化位V5+=O的氧化性，同時抑制高聚合態(tài)VOx地