论文部分内容阅读
NH3-SCR法是现今工业上应用最广的脱硝方法,SCR催化剂一般需运行在350℃左右的高温环境,故SCR反应器一般安装在锅炉的省煤器和空气预热器之间,但此时催化剂受污染严重。在我国,大部分锅炉其省煤器、空气预热器与锅炉三者是安装成一个整体的,因此难以与国外NH3-SCR工艺直接匹配。将SCR反应器设计在除尘器(ESP)之后将会非常理想,然而此处烟温仅为150250℃,大大低于现行SCR催化剂要求的350℃以上高温环境,故低温SCR脱硝催化剂成为了研究重点。催化氧化脱硝法(CO)法也是一种应用前景广阔的脱硝方法。在工业烟气中,90%以上的NOx为NO,但NO很难被水和碱液吸收,如果将NO部分氧化成NO2,则能实现NOx的高效吸收。研究表明,NOx氧化度为50%~60%,然后采用脱硫吸收液吸收,将能实现同时脱硫脱硝。本研究考察了CuSO4-V2O5/TS催化剂的SCR和催化氧化活性。并将CuSO4-V2O5/TS与V2O5/TS的SCR活性进行对比,以研究CuSO4的加入对催化剂SCR性能的影响。对CuSO4-V2O5/TS催化剂低温NH3-SCR活性受制备参数与操作条件的影响及其抗H2O和SO2中毒的能力进行了研究。实验结果表明,以最佳制备参数下制得的CuSO4-V2O5/TS催化剂,在反应温度为220℃、进口NO浓度1000×10-6(φ)、NH3/NO为1.1、空速5000 h-1和O24%(φ)条件下,催化剂的脱硝率可达99.1%,NO几乎可完全被还原成N2。该催化剂还具有良好的低温单独抗水和抗硫能力。催化剂进行同时抗硫水实验时,在长达30 h的实验中,催化剂的脱硝率一直处于86%以上的高效率。停止加入H2O和SO2后,催化剂活性在10 h内由86.4%升至90.1%。通过与催化剂V2O5/TS进行对比发现,CuSO4的加入增强了CuSO4-V2O5/TS催化剂的低温活性和抗毒性能。将CuSO4-V2O5/TS催化剂进行了催化氧化性能研究,考察了制备参数与操作条件对氧化活性的影响,并研究了其抗毒性能。实验表明:当NO进口浓度为500×10-6(?)、氧含量为8%(?)、空速为5000 h-1以及反应温度为300℃条件下,CuSO4-V2O5/TS的氧化活性达到57.1%,无H2O无SO2条件下符合高效率湿法吸收的氧化度要求。反应温度为300℃时,H2O与NO会发生竞争吸附,使催化剂的氧化活性降低,切断H2O后,氧化活性可基本恢复;SO2由于与NO2发生铅室反应且使催化剂的组成(如TiO2)产生了硫酸化现象,故对催化剂的中毒效应较大,切断SO2后,催化剂的氧化性能恢复程度较小;H2O和SO2同时作用时,由于竞争吸附、铅室反应以及催化剂组分被硫酸化等因素,催化剂中毒明显,切断H2O和SO2后,催化剂的氧化活性恢复很微小。该催化剂可用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和硝酸尾气等工业NOx废气的氧化脱硝处理过程。