改性多元氧化物脫硝催化劑制備及性能研究.pdf

1、氮氧化物的排放可造成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題，嚴(yán)重影響著人類的生產(chǎn)及生活，是目前國內(nèi)外急需解決的熱點問題。選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是控制氮氧化物排放的有效方法之一，具有脫硝效率高、選擇性好、運行可靠等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于火電廠煙氣脫硝中。SCR脫硝技術(shù)的核心是催化劑，國內(nèi)主要使用的是以TiO2為載體的蜂窩狀催化劑。TiO2使用量約占催化劑總質(zhì)量的80％，使得催化劑存在生產(chǎn)成本高等問題。
　　本文以一種廉價的多元氧化物為催化劑主

2、要原料，取代昂貴的TiO2，并借鑒成熟的釩鎢鈦體系SCR催化劑制備工藝，利用多種氧化物對多元氧化物進(jìn)行改性制備脫硝催化劑。實驗中分析了多元氧化物的基本性質(zhì)，研究了多元氧化物催化劑的基本脫硝活性。利用Al2O3與多元氧化物形成復(fù)合載體，考察了不同催化助劑、氧化鎢含量、氧化釩含量對SCR催化活性的影響，并研究不同工況條件下催化劑的催化性能。利用X射線衍射（XRD）、比表面分析（BET）、X射線熒光光譜（XRF）、X射線光電子能譜（XPS）等

3、技術(shù)對不同條件下制備的催化劑進(jìn)行了表征。
　　對多元氧化物的基本性質(zhì)進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，多元氧化物中主要有Fe、Si、Na、Al等多種元素，顆粒表面存在Si、Al、V元素的富集現(xiàn)象。多元氧化物比表面積極低，其主要存在晶相為α-Fe2O3及錐輝石 NaFe(SiO3)2等含鐵結(jié)晶相，其基礎(chǔ)脫硝活性較低。
　　采用多種氧化物對多元氧化物進(jìn)行改性制備催化劑。結(jié)果表明，高比表面積Al2O3可與多元氧化物形成復(fù)合載體，使得復(fù)合載

4、體的比表面積明顯增加；在以1 wt.%氧化釩為活性成分時，相比于催化助劑 CeO2、MoO3，WO3具有較優(yōu)的催化活性，其對氨氣的氧化率較低。
　　研究了不同濃度的WO3及 V2O5對多元氧化物復(fù)合載體的改性效果。研究結(jié)果表明，多元氧化物在催化劑中起到惰性載體作用，Al2O3可包覆在多元氧化物表面形成復(fù)合載體，當(dāng)在復(fù)合載體上負(fù)載WO3及V2O5后，催化劑表面只存在V、W、Na、Al、O五種元素，V、W分別以+5、+6價態(tài)存在于催化

5、劑表面，氧化釩為催化劑的活性成分，此時催化劑具有較優(yōu)催化活性。在WO3含量為8 wt.%，當(dāng)負(fù)載的V2O5濃度上升至6 wt%時，催化劑孔徑結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化，V2O5均以非晶態(tài)形式存在于催化劑中；在V2O5負(fù)載量為4 wt.%，WO3濃度達(dá)到10~12 wt.%后，催化劑出現(xiàn)了明顯的WO3結(jié)晶相，比表面積有所下降。在多元氧化物使用量為70 wt.%，V2O5負(fù)載量在3~5 wt.%內(nèi)，WO3含量為8~10 wt.%時，催化劑具有較優(yōu)活