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基于失活商業(yè)脫硝催化劑制備的再生SCR催化劑性能研究摘要:為了解決燃煤電廠廢棄商業(yè)SCR催化劑的處理以及充分利用錳基SCR催化劑的低溫活性,提出了失活商業(yè)SCR催化劑再生的新方法:將失活的商業(yè)SCR催化劑作為載體,利用多步浸漬法,將錳氧化物(MnOx)負(fù)載于載體上,制備成新的脫硝催化劑。利用XRF,XRD,SEM,XPS和N2等溫吸附等測(cè)試技術(shù)對(duì)新鮮催化劑、失活催化劑以及再生催化劑進(jìn)行表征,以探究再生方法制備的催化劑相比失活催化劑帶來(lái)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),針對(duì)采用的原始失活催化劑來(lái)說(shuō),MnO2負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.67%時(shí),催化劑的綜合理化性能和催化劑的脫硝活性最優(yōu)。另外,再生的催化劑在250℃條件下仍然可以保持較高的脫硝活性,說(shuō)明再生的催化劑具有更寬的活性溫度窗口。再生催化劑中起到催化作用的是未中毒的V2O5以及負(fù)載的MnOx。MnOx可能為催化劑帶來(lái)了低溫活性。同時(shí),催化劑在高空速下依然可以保持較高的催化活性。該再生方法不僅可以實(shí)現(xiàn)廢棄的SCR催化劑的再生,還可以提升催化劑的催化性能。關(guān)鍵詞:燃煤電廠;失活商業(yè)SCR催化劑;NO還原;MnOx;催化劑再生煤燃燒是大氣污染物的主要來(lái)源之一。由于能源稟賦的原因,我國(guó)的電力生產(chǎn)的主要方式是燃煤火力發(fā)電[1]。煤燃燒會(huì)帶來(lái)大量的空氣污染物,如細(xì)顆粒物、SO2、NOx以及揮發(fā)性重金屬汞[2]等。其中,NOx的大量排放造成了越發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染與破壞,例如光化學(xué)煙霧和溫室效應(yīng)等[3]。最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223—2011)》對(duì)燃煤電廠鍋爐尾部煙氣中NOx排放執(zhí)行了更加嚴(yán)格的限制標(biāo)準(zhǔn)。因此,燃煤電廠采取了許多措施來(lái)降低煤燃燒過程中NOx的生成與排放。在控制NOx排放的技術(shù)中,選擇性催化還原(ivecatalyticreduction,SCR)脫硝技術(shù)被廣泛認(rèn)為是控制燃煤機(jī)組鍋爐尾部煙氣中NOx排放的最成熟有效的技術(shù)之一[4]。該方法利用還原劑(如NH3)將有害的NOx,在SCR催化劑的作用下還原成無(wú)害的N2和H2O。該技術(shù)的核心是高效的SCR催化劑。目前被廣泛利用的SCR催化劑是V2O5-WO3/TiO2,其最佳活性溫度窗口是350℃13
1左右,活性溫度窗口較窄。為避免能源浪費(fèi),該催化劑一般直接布置在靜電除塵器之前的省煤器附近。因此,該類型的催化劑一般較容易發(fā)生化學(xué)失活、物理堵塞磨損等現(xiàn)象[5]。另外,由于實(shí)際的燃煤電廠負(fù)荷波動(dòng)較為劇烈,SCR催化劑所處位置的溫度、煙氣流量波動(dòng)劇烈,因此會(huì)造成負(fù)荷波動(dòng)時(shí)催化劑的脫硝效率明顯降低,NO排放很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[6]。然而,由于沒有較好的替代品,V2O5-WO3/TiO2催化劑依然被廣泛使用,尤其是在我國(guó),近年來(lái)的裝機(jī)容量逐年上升。因此,催化劑的清洗再生技術(shù)就顯得尤其關(guān)鍵。目前的催化劑再生工藝主要依賴于利用酸液對(duì)催化劑進(jìn)行清洗,再輔以活性物質(zhì)的再負(fù)載進(jìn)行再生[7]。由于酸液不僅會(huì)降低催化劑的機(jī)械性能,而且大量清洗再生后的廢酸以及含釩的廢液的處理會(huì)帶來(lái)二次污染[8]。再次中毒的催化劑由于酸液的作用,強(qiáng)度降低難以重復(fù)使用,會(huì)變成含有毒物質(zhì)的固體廢棄物。另外,再生催化劑的主要活性成分依然是涂覆或浸漬的含釩鹽溶液,其活性溫度窗口依然很窄,無(wú)法解決負(fù)荷降低帶來(lái)的催化效率降低的問題。因此,探索新的催化劑清洗再生技術(shù)和向低溫拓寬催化劑活性溫度窗口就顯得尤為重要。另一方面,為避免催化劑的機(jī)械磨損以及飛灰中堿(土)金屬導(dǎo)致的催化劑中毒,低溫SCR催化劑由于可以布置與除塵器之后而成為研究熱點(diǎn)。在眾多的低溫SCR催化劑中,錳氧化物(MnOx)作為活性物質(zhì)的低溫SCR催化劑由于其高低溫活性、低毒性得到了廣泛的關(guān)注[9]。因此,基于錳基低溫SCR催化劑的在低溫下的優(yōu)越性、同時(shí)解決廢棄商業(yè)釩基SCR催化劑的處理問題,本文提出以下的研究思路:將失活的SCR催化劑進(jìn)行機(jī)械除灰,除灰后的樣品作為“載體”,將活性的MnOx負(fù)載于“載體”,組合成新的SCR催化劑,試圖實(shí)現(xiàn)催化劑的再生,同時(shí)拓寬催化劑的活性溫度窗口。本文對(duì)失活催化劑以及再生的催化劑進(jìn)行了一系列的表征,并對(duì)催化劑進(jìn)行了活性測(cè)試。1實(shí)驗(yàn)與方法1.1新型低溫催化劑的制備實(shí)驗(yàn)中失活的催化劑(DSCR-raw)取自某電廠600MW燃煤機(jī)組鍋爐。催化劑為蜂窩式,節(jié)距8mm,壁厚1.2mm,每個(gè)催化劑單體孔數(shù)為18×18孔。催化劑服役時(shí)間超過24000h。將催化劑單元切成50mm高的5×13
25孔的小模塊,定義為一個(gè)催化劑單體。將催化劑單體浸沒于1000mL去離子水中,在超聲波下處理5min后將催化劑取出,整體放置于烘箱中,在105℃下干燥12h,得到新型催化劑的載體(DSCR)。載錳催化劑制備采用多次浸漬法。將“載體”浸漬于1mol/LMn(NO3)2溶液中24h后取出,用去離子水淋洗后,在105℃下干燥12h,得到塊狀的新型再生催化劑(RSCR)。浸漬一次得到的新型催化劑記為RSCR-I。將RSCR-I浸漬于1mol/LMn(NO3)2溶液中24h后取出,用去離子水淋洗后,在105℃下干燥12h,得到塊狀的RSCR-II。同樣的,制備出RSCR-III和RSCR-IV。類似的,新鮮未失活的SCR催化劑記為FSCR。將塊狀樣品進(jìn)行研磨,篩分,其中40~60目的顆粒進(jìn)行脫硝活性測(cè)試。1.2催化劑表征本實(shí)驗(yàn)先將新鮮催化劑與失活催化劑進(jìn)行XRF、N2等溫吸附、XRD、SEM、XPS表征測(cè)試,分析失活催化劑和再生催化劑的表面微觀性能與再生效果。X射線熒光光譜分析(XRF,EAGLEIII,EDAXInc.),通過對(duì)催化劑進(jìn)行元素全掃描,分析催化劑元素組成及各元素含量。催化劑的N2吸附等溫線利用ASAP2020型分析儀在?196℃下進(jìn)行測(cè)量。催化劑的表面特征參數(shù),如比表面積、孔體積等利用Brunaur-Emmett-Teller(BET)方法計(jì)算。測(cè)試前,催化劑樣品在150℃條件下吹掃5h進(jìn)行脫氣處理。XRD測(cè)試在X’PertPRO型分析儀(荷蘭帕納科公司)上進(jìn)行。儀器采用CuKα作為輻射源。XRD譜圖的掃描角度范圍2θ為10°~80°,所采用的電壓和電流分別為40kV和40mA。為保證合成的催化劑表面元素的分布是均勻的,對(duì)催化劑表面利用電子顯微鏡(SEM,Model:JSM-6510LV)進(jìn)行了面掃。利用X射線光電子能譜(XPS,GENESIS,EDAXInc)對(duì)催化劑表面的原子濃度與物種進(jìn)行了分析。測(cè)試采用MgKα作為輻射源(1253.6eV)。獲取數(shù)據(jù)時(shí)的背景壓力控制在6×10?7Pa以下。所得到的結(jié)合能用284.6eV處Cls峰進(jìn)行校正。1.3活性測(cè)試13
3催化劑的脫硝性能實(shí)驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)采用常見的固定床反應(yīng)器[10-11]。固定床石英反應(yīng)器內(nèi)徑15mm,長(zhǎng)600mm。催化劑床層位于爐體中部的恒溫區(qū),催化劑置于石英棉床層上。實(shí)驗(yàn)溫度由電加熱爐控制。實(shí)驗(yàn)氣氛為模擬煙氣:N2+0.05%、NO+0.05%、NH3+4%O2。氣體在進(jìn)入反應(yīng)器前,經(jīng)混氣裝置混合均勻后進(jìn)入固定床反應(yīng)器。模擬煙氣及尾氣的成分采用日本Horiba公司生產(chǎn)的PG350氣體分析儀進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)過程中,總氣體流量為1L/min,催化劑質(zhì)量為300mg,空速比約為40000h?1。在研究空速比對(duì)脫硝性能的影響時(shí),催化劑的質(zhì)量分別為400和200mg,空速比對(duì)應(yīng)為30000和60000h?1。實(shí)際燃煤電廠SCR脫硝系統(tǒng)的針對(duì)成型的催化劑,空速比一般設(shè)置為2000~4000h?1。但是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究中,催化劑一般是粉末狀,因此空速比的設(shè)置一般取相對(duì)偏高的數(shù)值。本文的空速比的選擇是參考文獻(xiàn)[8-12]中的空速比的設(shè)置。催化劑的脫硝效率定義為NO的還原效率,即反應(yīng)器入口出口的NO濃度差相對(duì)入口濃度的變化率[11]。最后,對(duì)性能最優(yōu)異的催化劑在復(fù)雜模擬煙氣(4%O2+0.1%SO2+0.05%NO+0.05%NH3+8%H2O+15%CO2+N2)條件下進(jìn)行催化劑的活性測(cè)試。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1再生催化劑的表面物質(zhì)組成分析新鮮的SCR催化劑以及制備的樣品主要成分如表1所示??梢钥闯?,F(xiàn)SCR的主要成分是載體TiO2以及催化劑助劑W2O3,主要活性成分為V2O5(質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.13%)。除上述主要的催化劑有效組分外,還有部分的硅和鈣的氧化物,這主要來(lái)源于催化劑成型過程中加入的添加劑。簡(jiǎn)單的吹灰處理后得到的DSCR的表面成分發(fā)現(xiàn),催化劑表面主要沉積的是硅鋁酸鹽和硫酸鹽類物質(zhì)。13
4?此外,催化劑表面出現(xiàn)了含K+的物質(zhì),因此可以判斷催化劑失活的主要原因是硫酸鹽的覆蓋及堿金屬中毒。超聲波增強(qiáng)的水洗后的催化劑DSCR的表面成分分析可知,硫酸鹽和堿金屬可以洗掉,說(shuō)明沉積物是可溶性的。根據(jù)表1的Mn元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和Mn/Ti質(zhì)量比結(jié)果,對(duì)于浸漬法制備的再生催化劑,其表面的Mn含量隨浸漬次數(shù)的增加而增加。2.2XRD分析催化劑樣品的XRD譜線如圖1(a)所示。對(duì)FSCR、DSCR、RSCR-I以及RSCR-II進(jìn)行分析可知,除了出現(xiàn)銳鈦礦型TiO2(PDFNO.01-071-1166)的衍射峰外,其他成分均無(wú)衍射峰存在,說(shuō)明WO3、V2O5以及MnO2都均勻分布在載體的表面[12]。在RSCR-III和RSCR-IV的XRD圖譜中發(fā)現(xiàn),在2θ=27.5°~29°范圍內(nèi)有一個(gè)微弱的衍射峰。?13
5將此角度范圍內(nèi)的衍射譜線放大,可以發(fā)現(xiàn)RSCR-III和RSCR-IV的表面明顯存在屬于MnO2(PDFNO.03-065-2821)的晶體衍射峰,且RSCR-IV上的MnO2峰更明顯。由此可知,本文提供的催化劑再生方法在浸漬次數(shù)≥3次后,會(huì)在催化劑表面發(fā)生MnO2的結(jié)晶行為。由于均勻分散的MnO2具備更高的催化活性,因此RSCR-III和RSCR-IV上發(fā)生的MnO2結(jié)晶將不利于催化反應(yīng)的進(jìn)行[13]。2.3MnO2負(fù)載量均勻性表征由于催化劑的制備是將成型的塊狀催化劑單體浸漬于硝酸錳溶液,而催化劑單體有壁厚,因此,可能會(huì)導(dǎo)致塊狀催化劑上負(fù)載的MnO2含量沿壁厚會(huì)產(chǎn)生濃度梯度。催化劑的活性測(cè)試采用的是研磨后的粉末,因此可能會(huì)因?yàn)樨?fù)載量濃度梯度的問題帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差。因此,為表征催化劑上MnO2分散的均勻程度以及MnO2濃度梯度,首先對(duì)粉末狀催化劑RSCR-II進(jìn)行了電子顯微鏡掃描;然后對(duì)塊狀催化劑某一蜂窩通道表面(8mm×1.2mm×50mm單片催化劑)以及該片催化劑研磨得到的粉末狀催化劑進(jìn)行了XRF表征。圖2是粉末狀RSCR-II催化劑的電子顯微鏡面掃圖,可以看出,各個(gè)元素在催化劑表面的分布是非常均勻的。?因此可以判斷,MnO2和其他的有效成分一樣,均勻的分散在顆粒態(tài)催化劑的表面。13
6?表2為片狀RSCR-II催化劑(選取任意3點(diǎn))以及磨成粉末后的XRF表征結(jié)果。結(jié)果顯示,催化劑的主要成分并沒有明顯的差別。因此,本文介紹的再生催化劑的制備方法可以保證催化劑上MnOx的均勻性。原因是催化劑的浸漬時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),使催化劑上負(fù)載的MnOx相對(duì)含量沿催化劑壁厚不存在明顯的差別。2.4再生催化劑的表面物理特性催化劑的表面物理特性主要指的催化劑的比表面積、孔體積。如表3所示,F(xiàn)SCR具備較高的比表面積以及孔體積。對(duì)于DSCR,其比表面積相對(duì)FSCR有所降低,但是催化劑的孔體積幾乎沒有變化,說(shuō)明主要是微孔被堵塞。對(duì)于負(fù)載MnO2的再生催化劑樣品,催化劑的比表面積和孔體積變小。造成這一現(xiàn)象的原因是MnO2在催化劑表面孔隙中的沉積[14]。?2.5再生催化劑的表面物質(zhì)組成分析13
7?圖3為FSCR、DSCR和RSCR-II的XPS全譜掃描??梢园l(fā)現(xiàn),失活的SCR催化劑和新鮮的SCR催化劑的全譜幾乎沒有差別,催化劑表面的Ti、O、W、V等元素對(duì)應(yīng)的結(jié)合能位置均出現(xiàn)相應(yīng)的峰。對(duì)RSCR-II,出現(xiàn)了Mn元素對(duì)應(yīng)的峰,如圖3所示。對(duì)Mn2p進(jìn)行窄掃,如圖3中插圖所示,催化劑表面的錳氧化物是MnO2和Mn2O3物種的混合組成。其中,結(jié)合能641.8eV位置出現(xiàn)的峰歸屬于Mn3+,結(jié)合能642.9eV對(duì)應(yīng)的位置出現(xiàn)的峰屬于Mn4+[15]。在結(jié)合能高于646eV的位置出現(xiàn)的峰屬于Mn2p的衛(wèi)星峰[16]。所屬行業(yè):大氣治理?關(guān)鍵詞:脫硝催化劑SCR脫硝技術(shù)?圖4(a)—(d)分別為3種催化劑FSCR、DSCR和RSCR-II表面的V2p、W4f、Ti2p以及O1s對(duì)應(yīng)的XPS光譜。由圖4(a)可以發(fā)現(xiàn),3種催化劑表面的V2p的峰均低于V5+對(duì)應(yīng)的517.1eV而明顯高于V3+對(duì)應(yīng)的515.9eV,這說(shuō)明催化劑表面的釩物種是高價(jià)釩和低價(jià)釩的混合物[17]。13
8DSCR表面的V對(duì)應(yīng)的峰向低結(jié)合能位置偏移,說(shuō)明相比于FSCR,催化劑表面的低價(jià)釩物種增加,這是不利于NO的選擇性催化還原反應(yīng)的,因?yàn)樵贜O的催化還原過程中,主要是V2O5在起催化作用。而對(duì)于RSCR-II,V2p峰所對(duì)應(yīng)的結(jié)合能與FSCR上的V2p峰位置接近,這說(shuō)明在催化劑的再生過程中,催化劑表面的活性釩物種,即高價(jià)釩物種增加。V5+的增加可能的原因是在催化劑煅燒過程中,空氣中的氧起到了氧化作用;另一方面可能是負(fù)載的高價(jià)錳物種將低價(jià)釩物種氧化。由圖4(b)可知,無(wú)論是DSCR還是RSCR-II,催化劑表面的鎢物種比較穩(wěn)定,沒有產(chǎn)生明顯的變化,主要以WO3形態(tài)存在。圖4(c)顯示在DSCR中,Ti2p的峰明顯向高結(jié)合能方向移動(dòng),這種要是因?yàn)榇呋瘎┲卸緦?dǎo)致Ti的電子親和性增強(qiáng)[18]。當(dāng)催化劑經(jīng)過再生過程后,Ti2p的結(jié)合能降低到FSCR上Ti2p的結(jié)合能位置,說(shuō)明本文提出的催化劑再生方法不僅可以促進(jìn)失活的V2O5的再生,也可以提高TiO2的穩(wěn)定性。圖4(d)是催化劑表面的O1s對(duì)應(yīng)的XPS圖譜。催化劑表面的氧物種主要分為兩類:晶格氧和表面化學(xué)吸附氧。結(jié)合能在530eV左右的能譜峰歸屬于晶格氧,結(jié)合能531.5eV左右的能譜峰對(duì)應(yīng)的氧物種屬于化學(xué)吸附氧[19]。圖4(d)顯示,DSCR和FSCR表面的O1s的電子能譜峰相比,DSCR在低高結(jié)合能位置的峰變?nèi)?,說(shuō)明催化劑失活的一個(gè)原因是催化劑表面的化學(xué)吸附氧相對(duì)濃度降低。對(duì)RSCR-II來(lái)說(shuō),高結(jié)合能位置的電子能譜峰顯著變強(qiáng),說(shuō)明在負(fù)載錳氧化物以后,催化劑表面的化學(xué)吸附氧物種更加豐富?;瘜W(xué)吸附氧被認(rèn)為是在SCR反應(yīng)過程中的活性氧物種[20]。2.6催化劑的脫硝性能RSCR、DSCR和FSCR的脫硝性能如圖5所示。對(duì)于FSCR,催化劑在150℃溫度條件下的脫硝性能較差,當(dāng)溫度升至350℃時(shí),催化劑的脫硝性能優(yōu)異,超過80%。但是對(duì)于DSCR,脫硝效果依然隨溫度的升高而有所提升,但是由于有效的V2O5含量降低,脫硝效率較低,在350℃僅有44%的NO被還原。13
9?對(duì)于再生的催化劑,在150℃溫度段的脫硝活性明顯高于FSCR該溫度段的活性。同樣的,在250℃溫度條件下,RSCR-II表現(xiàn)出最為優(yōu)異的脫硝活性,效率近85%。而在350℃溫度條件下,再生的催化劑表現(xiàn)出的脫銷活性略低于FSCR,說(shuō)明錳氧化物的高溫脫硝活性較差。但是,相比于失活的SCR催化劑,再生催化劑在150~350℃范圍內(nèi)的脫硝效率遠(yuǎn)高于DSCR獲得的脫硝效率。再生催化劑在150~350℃范圍內(nèi)表現(xiàn)出的優(yōu)異性能主要取決于再生催化劑中的兩種活性成分:錳氧化物和釩氧化物。前人研究報(bào)道錳氧化物在低溫段具有較高的脫硝活性。而再生催化劑表面的具備脫硝能力的釩氧化物來(lái)源于兩部分:一部分是DSCR中未失活的V2O5;另外一部分是根據(jù)XPS結(jié)果,再生過程中由于空氣中的氧氣或者負(fù)載的高價(jià)錳離子再生的活性V2O5。因此,可以認(rèn)為,在150和250℃范圍內(nèi),催化劑的活性提高的主要原因是由于錳氧化物在低溫下的脫硝活性;在更高的溫度段,V2O5在脫硝反應(yīng)中起主導(dǎo)作用。由此可見,相對(duì)于失活的催化劑和新鮮的催化劑,再生后的催化劑具備了較寬的溫度窗口。空速是催化反應(yīng)中的重要參數(shù)??账俚拇笮≈苯記Q定了煙氣在催化劑表面的停留時(shí)間和SCR裝置的煙氣處理能力[21]。如果催化劑可以在較大的空速下保持較高的脫硝效率,說(shuō)明催化劑具備優(yōu)異的處理煙氣中NO的能力,可以有效地適應(yīng)實(shí)際燃煤電廠負(fù)荷波動(dòng)的情況。RSCR-II在不同空速下的脫硝效率如圖6所示。13
10?在所有的溫度點(diǎn),催化劑的活性均隨著空速的增加而降低,在低溫下降低幅度更加明顯。在空速為30000h?1的條件下,RSCR-II的脫硝效率相比空速為40000h?1時(shí)有所提高,但是提高幅度不大(提高了5%~20%)。當(dāng)空速比升高至60000h?1時(shí),在150℃,脫硝效率相比空速為40000h?1時(shí),效率明顯降低(降幅34%),但是在250~350℃范圍內(nèi),脫硝效率變化不明顯。因此可知,再生催化劑RSCR-II在250~350℃范圍內(nèi),對(duì)不同的空速具有很好的適用性。2.7催化劑抗硫性能測(cè)試研究發(fā)現(xiàn),脫硝催化劑的活性極易受到煙氣中SO2的影響。本研究制備的再生催化劑亦受到SO2的影響,測(cè)試結(jié)果如圖7所示。?13
11由圖7中的結(jié)果可知,隨著SO2濃度的升高,催化劑的脫硝效率逐漸降低。造成這一現(xiàn)象的原因是模擬煙氣中的SO2會(huì)和催化劑的活性物質(zhì)氧化錳以及活性的釩氧化物反應(yīng)生成硫酸鹽,導(dǎo)致催化劑發(fā)生不可逆的失活。2.8復(fù)雜煙氣條件下催化劑的脫硝性能復(fù)雜模擬煙氣下的活性測(cè)試結(jié)果如圖8所示。??結(jié)果表明,NO的脫除效率相比簡(jiǎn)單模擬煙氣條件下有明顯的下降。這可能是由于錳基催化劑抗硫抗水性能較差所導(dǎo)致的。另外,由于實(shí)驗(yàn)測(cè)試的空速比較高,遠(yuǎn)高于實(shí)際燃煤電站SCR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空速比,因此,即使在復(fù)雜煙氣條件下的效率較低,適當(dāng)?shù)慕档涂账俦纫廊豢梢员WC催化劑具備較高的催化活性。對(duì)于本文的再生催化劑,其壽命尚需在實(shí)際燃煤煙氣中進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。對(duì)于失活的催化劑,在催化劑機(jī)械強(qiáng)度足夠的前提下,依然可以使用本文的方法進(jìn)行再生。3結(jié)論本文提出的針對(duì)失活商業(yè)釩基SCR催化劑的再生方法,不僅可以很好的解決廢棄催化劑的處理問題,而且可以拓寬SCR催化劑的活性溫度窗口。本文提出的催化劑再生方法制備的新型SCR催化劑的表面物理特性(如比表面積和孔結(jié)構(gòu))沒有得到明顯改善,但是再生的過程除增加錳氧化物帶來(lái)新的活性位點(diǎn)外,部分中毒失活的釩氧化物會(huì)恢復(fù)活性,從而使催化劑不僅在低溫段(150℃和250℃)顯示出優(yōu)異的脫硝性能,同時(shí)高溫(350℃)下的活性也顯著提高。13
12催化劑的活性測(cè)試研究發(fā)現(xiàn),浸漬兩次的的再生催化劑(XRF測(cè)試錳相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.84%)顯示出了最優(yōu)異的性能。催化劑中再生的和未中毒的部分釩氧化物以及負(fù)載的錳氧化物在NO還原反應(yīng)中起到主要的催化作用。同時(shí),再生的催化劑在高空速條件下具備較好的適應(yīng)性。綜上所述,本文提出的再生方法制備的新型SCR催化劑不僅具備較寬的活性溫度窗口,同時(shí)可以適應(yīng)較高的空速條件。因此,該類型的催化劑具備應(yīng)對(duì)實(shí)際燃煤電廠負(fù)荷多變的實(shí)際情況。催化劑是否具備實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的使用條件,還需進(jìn)一步對(duì)成型的再生催化劑進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的活性測(cè)試以及壽命分析。另外再生催化劑的抗硫性有待進(jìn)一步提高。13