SCR催化剂国内外研究现状(2)
时间:2017-05-07 14:54 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
但目前来看，该类型催化剂在SO2和H2O同时存在时，催化效果并不明显，长时间高温运行时，分子筛结构容易受到破坏，现实也没有发现分子筛催化剂应用于脱硝工业化的范例。 5 炭基载体催化剂 Teresa等[16]证实了负载在炭-陶瓷载体上的钒具有较好的低温特性，同时该催化剂对二氧化硫的抗毒能力大于目前报道的低温活性很好的锰系催化剂。但烟气中存在的水蒸汽对该催化剂有影响，研究结果表明，水蒸汽对它的影响主要是由于水蒸汽分子吸附在催化剂表面，从而造成了对NO吸附量的减少。Garcia等[17]报道了在蜂窝载体上负载碳材料，再在碳材料上负载V催化剂，在150 ℃温度下得到了59.8%~72.1%的脱硝效率，在180 ℃温度下得到68%~78.6%的脱硝效率。Yoshikawa[18]研究了负载在活性炭纤文上的过渡金属氧化物Fe2O3、Co2O3以及Mn2O3催化剂在50℃~150℃范围内的选择性催化还原氮氧化物的性能。研究结果表明，Mn2O3/AC具有最好的活性，其催化活性随反应温度的升高而增大，在150 ℃下可使NO的转化率达到92%，高于同等条件下铁基和钴基催化剂。活性炭纤文在其中起着高度分散金属氧化物颗粒和提高表面积的作用。Tang等[19]由浸渍法制备了MnOx/AC/C催化剂，在温度为150℃~250℃范围内，可使NOx的转化率大于90%，在其中加入Ce后，100 ℃时可将NOx的转化率由30%提高到78%。 该催化剂抗水性能较差，成型较难，大多数研究只停留在实验室阶段。制备成蜂窝状催化剂应用于柴油机烟气脱硝并不现实，没有工业化的范例。 6 以Al2O3为载体的金属氧化物催化剂 Al2O3由于其较高的热稳定性，并且含氮基团易于在其表面发生吸附与还原，而成为制备金属氧化物催化剂的良好的载体。 Centeno等[20]采用原位红外表征技术研究了La掺杂的V2O5/Al2O3的反应机制，发现NO和活泼NH3或者NH4+之间进行的是Eley Rideal机制，以吸附形式存在的氨有利于SCR反应的有效进行；在最佳活性的温度下，稀土掺杂改性的催化剂NH4+的吸附起主导作用。Lilian等[21]将Ag/MgO-CeO2-Al2O3催化剂用于低温乙醇选择性催化还原NO的研究，结果表明：催化剂显示出较高的催化活性，空速为40000 h-1，在150~400 ℃的温度范围内，N2的选择性超过98%，CO2的选择性在97%以上；同时此专利可以应用在150~250 ℃下以乙醇还原剂，Ag/MgO-CeO2-Al2O3催化还原NO的商业开发中。Ramis等[22]对选择性催化还原催化剂Fe2O3/Al2O3的含氮组分的吸附与氧化进行了红外光谱的研究，发现催化剂上的肼可以作为NH3氧化为N2的中间产物，同时羟氨类组分是NH3氧化为NO的中间产物，Fe2O3/Al2O3在SCR反应中与NH3的选择性弱于Fe2O3/TiO2。 该类催化剂一般采用涂覆活性组分的方式成型，该技术存在催化剂活性组分涂覆层不稳定、易脱落，同时Al2O3在高SO2的烟气中不稳定，催化剂骨架容易受到侵蚀。 7 以TiO2为载体的金属氧化物催化剂 TiO2、Al2O3以及硅胶都可以作为制备催化剂的载体，虽然γ-Al2O3和硅胶的比表面积大，但以它们作为载体制备的催化剂的抗硫性普遍较差，通常在SO2气氛中失去活性，并且不可恢复。TiO2比表面积较大，并且具有较强的抗硫中毒能力，主要是由于硫酸盐在其表面的稳定性比在其它氧化物表面弱，成为制备催化剂的优良载体，广泛应用于SCR脱硝催化剂的制备。另外，金属氧化物在TiO2表面更加稳定，即使在高负载量下都具有较高的分散度。 金属元素，如V、Mn、Cr、Fe、Co、Ni及Cu等金属氧化物，可以作为活性组分负载于锐钛矿型TiO2上制备催化剂，应用于NH3-SCR脱除NO的研究[23]，结果表明：120 ℃时，各种金属氧化物的活性从高到低顺序为：Mn>Cu>Cr>Co>Fe>V>>Ni，Mn/TiO2催化剂的活性最好，且N2的选择性及NO的转化率均为100%，但是由Mn作为活性组分制备而成的催化剂通常受SO2毒化较为严重，且毒化过程不可逆。MnOx含有不同类型的活泼氧，其作为催化剂活性组分具有良好的低温活性，比如MnOX/TiO2、MnOx/Al2O3以及MnOx/活性炭都已被相关报道显示出了较好的活性。 (责任编辑：qin) |