SCR催化剂制备

SCR催化剂的制备

摘要：本实验制备的是一种凹凸棒石-活性炭复合SCR脱硫脱硝催化剂。实验通过浸渍法制备凹凸棒石-活性炭载体，然后负载活性组分。利用凹凸棒石良好的脱硝效率和活性炭对硫的吸附达到脱硫脱硝的目的。

氮氧化物(NOx)主要来自化石燃料燃烧，不仅是酸雨形成的主要原因，而且可与碳氢化物、臭氧等反应，形成光化学烟雾。目前，光化学烟雾已成为仅次于可吸入颗粒物和二氧化硫的重要大气污染物。燃煤电厂是NOx的主要排放源之一。其NOx控制除采用低氮燃烧外，还需采取燃烧后处理方法。目前，工业上广泛应用的是选择性催化还原(SelectiveCatalytic Reduction，SCR)技术。SCR技术以NH3为还原剂(NH3-SCR)，V205／Ti02为催化剂，NOx脱除效率可达85％[1]以上。该技术对锅炉烟气NOx控制效果显著，占地面积小、技术成熟并易于操作，无二次污染，在全球范围内已有数百台电厂燃煤锅炉成功应用的业绩和几十年的运行经验[1,2]。

催化剂是SCR技术的核心，目前，仍未能实现国产化，其生产技术仅为国外几家大公司掌握，不利于中国对NOx污染的控制。催化剂的组成对其性能影响很大，特别是钒和钨的负载量、载体类型等[3~9]。对氧化钒物种的表面形态、催化剂的表面酸性和SCR反应的活化能影响很大。

一、研究现状

SCR反应的催化剂发展主要经历了四个阶段。最早是采用Pt、Rh、

Pd等贵金属作为活性组分，以CO和H2或碳氢化合物作为还原剂，其催化反应的活性温度区间较低，通常在300℃以下，现在多用于柴油机的排放控制中；后来，引入了V2O5/TiO2等在化工过程中采用的金属氧化物类催化剂，最佳活性温区多处于250～400℃，其中钛基钒类催化剂也是燃煤电站SCR系统中最常采用的催化剂；再后来发展了碳基催化剂，使烟气同时脱硫脱氮技术得以发展；近年来，对金属离子交换沸石类催化剂研究较多，其有效的活性温区较高，最高呵达600℃，对NOx的催化还原和催化分解活性都很高啊，是研究中比较活跃的领域。

二、SCR催化剂脱硝原理

选择性催化还原(SCR)法脱硝。是在催化剂存在的条件下，采用氨、CO或碳氧化合物等作为还原剂，将烟气中的NO还原为N2。

当氨作为还原剂时，SCR反应的化学方程式为：

4NH3+4N0+02——4N2+6H20

4NH3+2N0+202——3N2+6H20

4NH3+6NO——5N2+6H20

8NH3+6N0——7N2+12H20

副反应方程式：

4NH3+302——2N2+6H20

2NH3——N2+3H2

4NH3+502——4N0+6H20

2S02+02——2S03

NH3+S03+H20——NH4HS04

2NH3+S03+H20——(NH4)2S04

三、SCR的制备

1. 催化剂载体的制备

(1)通过干法或湿法提纯凹凸棒，以去除其中伴生的白云石、方解石、蛋白石、石英和少量重金属，并分散凹凸棒石晶体纤维。

(2)将凹凸棒石和活性炭以一定比例混合，在混合料中加入一定质量浓度的H2SO4溶液，再加入适量的水搅拌均匀，静置得样品a。

(3)将样品a抽滤，并用清水洗涤多次，然后在室温下静置一段时间后挤压得圆柱状固体b。

(4)先将固体b在低温下干燥一段时间，然后在惰性气体中高温煅烧得载体c。

2. 催化剂的负载

(1)取一定量的载体c，用体积浸渍法加水，测其固液比。

(2)按测得的固液比称取一定质量的载体c和一定体积的催化剂前驱体，将两者混合后静置一段时间得混合物d。

(3)先将混合物d在低温下干燥一段时间后，然后在惰性气体中高温煅烧得成品。

四、总结

SCR催化剂具有良好的脱硝效率，但抗硫能力较差，而活性碳有较好的耐硫性能，两者有机的结合在一起，能够弥补各自的不足。但催化剂的实际脱硫脱硝效率需经过实验过程中催化剂的活性评价与

表征才能确定。

参考文献

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