釩鈦系SCR催化劑的制備工藝及脫硝性能的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、選擇性催化還原(SCR)NOx是目前最為重要的煙氣脫硝技術(shù)，國內(nèi)外廣泛致力于高效催化劑的研發(fā)，而我國尚無自主研發(fā)的商業(yè)SCR催化劑。本論文采用溶膠一凝膠法制備催化劑載體TiO2，通過浸漬法負(fù)載活性組分WO3和V2O5，制備了V2O5-WO3/TiO2催化劑，并在固定床反應(yīng)器上對其脫硝活性進(jìn)行評價(jià)，得到適宜的制備條件和良好的脫硝效果。 采用溶膠-凝膠法制備催化劑載體TiO2，鈦凝膠的干燥溫度和煅燒溫度對最終催化劑的結(jié)構(gòu)和性能都有較

2、大影響。較低干燥溫度(105℃)有利于銳鈦礦型TiO2的生成，其脫硝活性與145℃干燥時(shí)相比整體較高；煅燒溫度的升高會導(dǎo)致銳鈦礦型TiO2向金紅石型轉(zhuǎn)變，提高催化劑的活性溫度范圍和脫硝率，但會降低催化劑的比表面積(從72.16m2/g降到22.70m2/g)。105℃干燥，450℃和600℃煅燒時(shí)催化劑脫硝率最高均可達(dá)98％。工業(yè)鈦白粉為載體的V2O5-WO3/TiO2催化劑活性在360℃以后低于自制催化劑。 研究了活性組分WO

3、3和V2O5含量對催化劑脫硝性能的影響。V2O5-WO3/TiO2催化劑中WO3含量為10％，V2O5含量為0.5％時(shí)活性最高，在250℃～330℃之間，脫硝率高達(dá)100％。在載體中引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的SiO2或Al2O3可以有效提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，但在溫度高于360℃時(shí)脫硝率會下降。對比商業(yè)SCR催化劑與自制催化劑的脫硝活性，前者在330℃～420℃之間脫硝率穩(wěn)定在90％以上，后者在330℃之后脫硝率逐漸下降，降至平均80％左右。

4、對兩種催化劑進(jìn)行SEM和ICP分析結(jié)果表明，商業(yè)催化劑具有更好的表面孔隙結(jié)構(gòu)，其元素組成與自制催化劑也有很大差異。 V2O5-WO3/TiO2催化劑在模擬煙氣中最佳活性溫度位于250℃～330℃之間；最適宜n(NH3)/n(NO)為1.2；反應(yīng)接觸時(shí)間應(yīng)不小于0.47s：反應(yīng)氣中O2含量應(yīng)保持在5％左右；SO2會大幅降低催化劑脫硝活性。宏觀動力學(xué)研究結(jié)果表明反應(yīng)速率常數(shù)Kv為6.86×109exp(-122570/RT)s-1，