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本文针对选择性催化还原脱硝技术中存在的催化剂适用温度高、抗硫中毒能力差的问题,采用模拟烟气,筛选出了新型的抗硫中毒性能强的低温高效脱硝催化剂。主要探讨了SCR法脱氮的影响因素、低温催化剂的改性及操作条件优化等内容,并对催化剂抗二氧化硫中毒性能进行了初步研究。
通过大量的筛选实验得到了三种低温脱硝催化剂Mn-Ce/TiO2、Mn-Cu-Ce/TiO2、Mn-Cu-Ce/TiO2(改),其在160℃时,对氮氧化物的处理效果分别为93.30%、88.90%和93.60%。
基础实验单因素及正交实验结果表明:成型TiO2载体的最佳处理条件为:粘合剂采用磷酸水溶液,磷酸和水的体积比为1:2,干燥温度105℃,煅烧温度为800℃,煅烧时间4h;催化剂Mn-Ce/TiO2最佳制备条件:活性物质配比Mn:Ce为8:1,活性物质负载量18%,催化剂干燥温度105℃,催化剂焙烧温度450℃,焙烧时间4.5h;最佳操作参数:NO体积分数为0.1%,NH3/Nox为1.1,空间速度为30000h-1,O2含量为3%(V)。温度在120℃时,催化剂就达到了良好的活性,对NO的去除率达到80%以上,180℃以后,NO的去除率变化不明显,对NO的去除率达到90%以上;催化剂Mn-Cu-Ce/TiO2最佳制备条件:活性物质配比Mn:Cu:Ce为10:2:1,活性物质负载量19%,催化剂干燥温度105℃,焙烧温度450℃,焙烧时间5h;最佳操作参数:NO体积分数为0.1%,NH3/Nox为1.2,空间速度为30000h-1,02含量为5%(V),温度在160℃时,催化剂就达到了良好的活性,对NO的去除率达到80%以上,200℃以后,NO的去除率变化不明显,对NO的去除率达到90%以上;改性催化剂:低温脱硝催化剂Mn-Cu-Ce/TiO2(改)的催化活性较催化剂Mn-Cu-Ce/TiO2得到了明显的改善,在120℃时,脱硝效果可达到80%以上,140℃可达90%,之后随着温度的增加,其脱硝效果变化不明显。与催化剂Mn-Ce/TiO2相比,其脱硝效果基本差不多,在100~140℃之间,脱硝率有所增加。
催化剂稳定性及抗硫中毒性能研究实验结果表明:在进气中无毒化条件,三种催化剂在一天的反应时间内,没有剧烈起伏,表现出了良好的稳定性。因此,考察催化剂抗S02中毒性能时,可排除自身的不稳定因素。SO2气体影响低温催化剂的脱硝效果,使催化剂中毒,催化活性降低,其中对催化剂Mn-Cu-Ce/TiO2的影响最大,0.01%SO2气体的可使其催化活性降低至不足40%。