釩鈦催化劑制備過程中的活性和強(qiáng)度調(diào)控研究.pdf

1、氨選擇性催化還原(SCR) NOx的干法煙氣脫硝技術(shù)，由于脫硝效率高、選擇性好、技術(shù)成熟、產(chǎn)物對環(huán)境無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的脫硝工程中，現(xiàn)成為煙氣脫硝主流技術(shù)。國外經(jīng)過30余年的研發(fā)和工業(yè)實(shí)踐，形成了以V2O5-WO3/TiO2為主要成分的脫硝催化劑。該催化劑的操作溫度區(qū)間為350-450℃，脫硝率達(dá)80％以上，具有較好的抗毒性和耐硫性。但是該催化劑的原料選擇和制備工藝等核心技術(shù)為發(fā)達(dá)國家所壟斷，導(dǎo)致催化劑成本高。
　

2、　 SCR催化劑不但需要有高的脫硝活性，更需要有高的強(qiáng)度以適應(yīng)燃煤煙氣中粉塵的沖刷。盡管國內(nèi)外學(xué)者對V2O5-WO3/TiO2催化劑脫硝活性的影響因素和操作條件已有較多研究，但缺乏對催化劑強(qiáng)度的關(guān)注。本文將主要通過原料篩選（鈦粉選擇和粘結(jié)劑用量）和對制備工藝（鈦鎢粉制備方式、催化劑干燥方式、煅燒條件）的系統(tǒng)考察，為高活性、高強(qiáng)度釩鈦脫硝催化劑的國產(chǎn)化生產(chǎn)提供基礎(chǔ)理論。
　　 本文研究包括鈦粉性質(zhì)、鈦鎢粉制備方式、泥料干燥方式、

3、粘結(jié)劑聚乙烯醇(PVA)用量和煅燒條件（不同氧氣含量）對催化劑脫硝活性、SO2氧化性和磨損強(qiáng)度的影響，主要得出以下結(jié)論:
　　 (1)比表面積小、孔容小的致密TiO2載體不適合做釩鈦脫硝催化劑的載體，以其為載體制得的催化劑脫硝活性差，催化劑表面粗糙，機(jī)械強(qiáng)度低;具有較大比表面積和孔容的膨松TiO2載體適合做釩鈦脫硝催化劑的載體，以其為載體制得的催化劑具有較高的脫硝活性，并且在陳化過程中能夠增強(qiáng)水分與粉體之間的粘連，制得催化劑的強(qiáng)

4、度高和機(jī)械強(qiáng)度，粒徑尺寸越小，其脫硝活性和強(qiáng)度越高，但是強(qiáng)度提高程度明顯，活性提高程度并不十分明顯;
　　 (2)隨著粘結(jié)劑PVA加入量的增大，催化劑的比表面積和微孔孔容逐漸減小，但在本文考察的PVA加入量范圍（0-10 g PVA/100 g催化劑），催化劑孔結(jié)構(gòu)的改變并不影響其脫硝活性和SO2氧化率，但對催化劑的強(qiáng)度有影響。5 g PVA/100 g催化劑的強(qiáng)度最好，因此每100 g催化劑中PVA的適宜添加量為5 g左右。<

5、br>　　 (3)鈦鎢粉制各方式不影響催化劑中V和W的化學(xué)存在形態(tài)，但影響催化劑Ti的化學(xué)存在形態(tài)、比表面積和孔徑。盡管如此，催化劑的脫硝活性和二氧化硫氧化率并無改變。鈦鎢粉制備過程中的干燥和煅燒工序使TiO2產(chǎn)生團(tuán)聚和燒結(jié)，顆粒變大，進(jìn)而導(dǎo)致催化劑中大孔孔容變大，催化劑的強(qiáng)度降低，因此釩鈦催化劑生產(chǎn)中預(yù)先制備鈦鎢粉體并不利于催化劑性能的提高;
　　 (4)催化劑的干燥方式（鼓風(fēng)干燥、真空干燥、微波干燥）對催化劑脫硝活性和二氧

6、化硫脫除率幾乎沒有影響，但影響催化劑的強(qiáng)度。催化劑的干燥速率越快，則強(qiáng)度越差。鼓風(fēng)干燥催化劑和真空干燥催化劑的強(qiáng)度相當(dāng)，微波干燥催化劑的強(qiáng)度最差。隨著催化劑中大孔總孔容的增大，催化劑的磨損率線性增大，即催化劑的強(qiáng)度與中大孔多少有直接關(guān)系;
　　 (5)對于相同載釩量的催化劑，其V4+含量越高、V5+含量越低，NH3在催化劑表面的吸附量越大，NH3氧化程度越小，使得催化劑的脫硝活性越高、SO2氧化率越低。催化劑煅燒氣氛影響V的存在