釩鈦催化劑制備過程中的活性和強度調控研究.pdf

1、氨選擇性催化還原(SCR) NOx的干法煙氣脫硝技術，由于脫硝效率高、選擇性好、技術成熟、產物對環(huán)境無二次污染等優(yōu)點，廣泛應用于國內外的脫硝工程中，現(xiàn)成為煙氣脫硝主流技術。國外經過30余年的研發(fā)和工業(yè)實踐，形成了以V2O5-WO3/TiO2為主要成分的脫硝催化劑。該催化劑的操作溫度區(qū)間為350-450℃，脫硝率達80％以上，具有較好的抗毒性和耐硫性。但是該催化劑的原料選擇和制備工藝等核心技術為發(fā)達國家所壟斷，導致催化劑成本高。
　

2、　 SCR催化劑不但需要有高的脫硝活性，更需要有高的強度以適應燃煤煙氣中粉塵的沖刷。盡管國內外學者對V2O5-WO3/TiO2催化劑脫硝活性的影響因素和操作條件已有較多研究，但缺乏對催化劑強度的關注。本文將主要通過原料篩選（鈦粉選擇和粘結劑用量）和對制備工藝（鈦鎢粉制備方式、催化劑干燥方式、煅燒條件）的系統(tǒng)考察，為高活性、高強度釩鈦脫硝催化劑的國產化生產提供基礎理論。
　　 本文研究包括鈦粉性質、鈦鎢粉制備方式、泥料干燥方式、

3、粘結劑聚乙烯醇(PVA)用量和煅燒條件（不同氧氣含量）對催化劑脫硝活性、SO2氧化性和磨損強度的影響，主要得出以下結論:
　　 (1)比表面積小、孔容小的致密TiO2載體不適合做釩鈦脫硝催化劑的載體，以其為載體制得的催化劑脫硝活性差，催化劑表面粗糙，機械強度低;具有較大比表面積和孔容的膨松TiO2載體適合做釩鈦脫硝催化劑的載體，以其為載體制得的催化劑具有較高的脫硝活性，并且在陳化過程中能夠增強水分與粉體之間的粘連，制得催化劑的強

4、度高和機械強度，粒徑尺寸越小，其脫硝活性和強度越高，但是強度提高程度明顯，活性提高程度并不十分明顯;
　　 (2)隨著粘結劑PVA加入量的增大，催化劑的比表面積和微孔孔容逐漸減小，但在本文考察的PVA加入量范圍（0-10 g PVA/100 g催化劑），催化劑孔結構的改變并不影響其脫硝活性和SO2氧化率，但對催化劑的強度有影響。5 g PVA/100 g催化劑的強度最好，因此每100 g催化劑中PVA的適宜添加量為5 g左右。<

5、br>　　 (3)鈦鎢粉制各方式不影響催化劑中V和W的化學存在形態(tài)，但影響催化劑Ti的化學存在形態(tài)、比表面積和孔徑。盡管如此，催化劑的脫硝活性和二氧化硫氧化率并無改變。鈦鎢粉制備過程中的干燥和煅燒工序使TiO2產生團聚和燒結，顆粒變大，進而導致催化劑中大孔孔容變大，催化劑的強度降低，因此釩鈦催化劑生產中預先制備鈦鎢粉體并不利于催化劑性能的提高;
　　 (4)催化劑的干燥方式（鼓風干燥、真空干燥、微波干燥）對催化劑脫硝活性和二氧

6、化硫脫除率幾乎沒有影響，但影響催化劑的強度。催化劑的干燥速率越快，則強度越差。鼓風干燥催化劑和真空干燥催化劑的強度相當，微波干燥催化劑的強度最差。隨著催化劑中大孔總孔容的增大，催化劑的磨損率線性增大，即催化劑的強度與中大孔多少有直接關系;
　　 (5)對于相同載釩量的催化劑，其V4+含量越高、V5+含量越低，NH3在催化劑表面的吸附量越大，NH3氧化程度越小，使得催化劑的脫硝活性越高、SO2氧化率越低。催化劑煅燒氣氛影響V的存在