新型CuSO4‐CeO2-TS催化處理NOx活性及抗毒化性能研究.pdf

1、目前,氨選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction,NH3-SCR)技術(shù)是火電廠等固定源煙氣脫硝的主流技術(shù)。研發(fā)具有高活性的低溫SCR催化劑有利于將脫硝裝置置于電除塵器之后,避免商用催化劑V2O5/TiO2或V2O5-WO3/TiO2由于高溫(350℃以上)、高塵區(qū)操作所必需的煙氣預(yù)熱能耗,緩解催化劑的堵塞、磨損和毒化,延長催化劑壽命,降低脫硝成本;且便于與我國現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)匹配。另一方面,煙氣NOx中90

2、％~95%為NO,NO除生成絡(luò)合物外,無論在水中或堿液中都不被吸收。為了有效地吸收NOx,需尋找一種有效的催化劑將煙氣中的NO部分地氧化為NO2,使NOx氧化度達(dá)到50%~60%,再用濕法脫硫的吸收劑吸收,實(shí)現(xiàn)濕法一步同時(shí)脫硫脫硝。若能達(dá)到此目的,將是最具競爭力的硫、硝同脫技術(shù)。本文采用共沉淀法制備TiO2-SiO2復(fù)合載體(TS),用浸漬法負(fù)載CuSO4和CeO2,制備了CuSO4-CeO2/TS催化劑應(yīng)用于NOx的催化處理,從選擇性

3、催化還原和選擇性催化氧化兩個(gè)角度進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　在NOx的氨選擇性催化還原研究中,在制得最優(yōu)催化劑的基礎(chǔ)上,考察了各種操作條件以及H2O和SO2對CuSO4-CeO2/TS催化劑NH3低溫選擇性催化還原NOx活性的影響。結(jié)果表明,在O2濃度為4%(φ), NO濃度1,000×10-6(φ),氨氮比NH3/NOx=1.1,GHSV=5,000 h-1條件下,當(dāng)反應(yīng)溫度低于240℃時(shí),水蒸汽(10%,φ)在一定程度上降低了催化活

4、性;當(dāng)反應(yīng)溫度超過240℃時(shí),這種影響可以完全消除。在單獨(dú)抗SO2(350×10φ6,φ)試驗(yàn)中,CuSO4-CeO2/TS催化劑的活性不僅沒有降低,反而從97.9%增加到了99.2%。在同時(shí)存在H2O和SO2條件下,35h內(nèi)的催化活性始終保持在95%左右的高水平,這是目前文獻(xiàn)報(bào)道中同時(shí)抗高濃度SO2和高濃度H2O毒化能力最強(qiáng)的催化劑。經(jīng)過51h同時(shí)抗SO2、H2O之后由于SCR反應(yīng)中緩慢生成的硫酸銨鹽堵塞催化劑微孔、覆蓋催化劑表面活性

5、位,以及活性組分CeO2被緩慢硫酸鹽化,導(dǎo)致催化劑逐漸失活。中毒催化劑在350℃下活化熱處理后活性基本沒有恢復(fù),400℃下活化熱處理后活性反而有所下降。
　　在NO的選擇性催化氧化研究中,考察了溫度、空速、NO進(jìn)口濃度和O2濃度等因素對NO氧化活性的影響,結(jié)果顯示,在進(jìn)口NO濃度800×10-6(φ)、O2濃度8%(φ),空速為5,000h-1和300~350℃條件下,NO氧化活性可維持在55%左右,能滿足高效液體吸收的氧化度要求