Mo-Mn-TiO2催化劑脫硝脫汞的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤炭燃燒后氮氧化物和汞的排放及防治近年來(lái)備受關(guān)注，燃煤電站已逐步配備了脫硫(FGD)及脫硝(SCR)等污染物處理系統(tǒng)，而利用脫硫和脫硝裝置實(shí)現(xiàn)汞的協(xié)同脫除是最經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)方法。研究表明SCR催化劑在將NO還原為N2的同時(shí)也可促進(jìn)汞的氧化，但效果并不理想，且商用SCR催化劑的活性溫度區(qū)間較高，易使空氣預(yù)熱器和催化劑堵塞和腐蝕。因此，為實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中NO和Hg0的協(xié)同脫除并延長(zhǎng)催化劑的壽命，高活性低溫SCR脫硝催化劑的研發(fā)勢(shì)在必行。

2、>　　本文闡述了SCR脫硝系統(tǒng)及SCR催化劑的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，選用金屬氧化物類SCR催化劑進(jìn)行脫硝及其協(xié)同脫汞的實(shí)驗(yàn)研究，為燃煤煙氣污染物NO與Hg0的協(xié)同脫除提供理論依據(jù)和方法。
　　首先，采用浸漬法制備出不同煅燒溫度下的負(fù)載型Mo-Mn/Ti催化劑并分析篩選出最佳煅燒溫度，然后在最佳煅燒溫度下制得不同負(fù)載量的Mo-Mn/Ti系催化劑，結(jié)合現(xiàn)代表征方法分析得到催化劑的物理化學(xué)特性對(duì)其催化氧化活性的影響;其次，通過(guò)對(duì)M

3、o-Mn/Ti系列催化劑脫硝性能的實(shí)驗(yàn)研究，篩選優(yōu)化出活性最佳的催化劑配方，并考察制備條件、操作參數(shù)及SO2對(duì)其脫硝特性的影響，獲得SO2對(duì)催化劑的毒化機(jī)理及催化劑的脫硝機(jī)制。最后，將最優(yōu)脫硝催化劑用于模擬煙氣中脫硝協(xié)同脫汞的實(shí)驗(yàn)研究，分析不同因素對(duì)催化劑協(xié)同脫硝脫汞效率的影響，對(duì)SO2中毒前后的催化劑進(jìn)行表征，揭示催化劑的中毒機(jī)理及脫硝和脫汞之間的相互作用機(jī)制。
　　以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:①煅燒溫度對(duì)Mo-Mn/Ti催化劑的物化性能

4、影響很大。300℃和450℃煅燒后，MnOx和MoOx均勻地分布在催化劑表面。隨著煅燒溫度的升高，活性更好的Mn4+和化學(xué)吸附氧Oα含量逐步降低，且催化劑表面的活性組分結(jié)晶度變強(qiáng)，使得氧化還原難度增大，銳鈦礦型TiO2向金紅石相轉(zhuǎn)化。另外，摻雜Mo到Mn/TiO2系催化劑中，可使MnOx更加分散地存在于催化劑表面，并能提高M(jìn)n4+和Oα的含量，活性溫度窗口向中溫偏移。②催化劑的最佳煅燒溫度為450℃，此溫度下制得的Mn/Ti系催化劑展現(xiàn)

5、出較好的低溫脫硝活性。摻雜元素Mo后，Mo、Mn和Ti之間發(fā)生相互作用，使催化劑在200～440℃較寬的溫度范圍內(nèi)保持90％以上的NO轉(zhuǎn)化率，高價(jià)態(tài)Mn4+和化學(xué)吸附氧Oα是決定催化劑活性高低的重要因素，助活性組分Mo的存在形式為Mo6+，煙氣中的SO2可毒化催化劑并對(duì)其脫硝活性具有一定的抑制作用，但隨著反應(yīng)溫度的升高，抑制作用減弱。實(shí)驗(yàn)得出Mo(0.5)-Mn(11.5)/Ti展現(xiàn)出最佳的脫硝和最佳的抗硫性能。③過(guò)低或過(guò)高的反應(yīng)溫度不

6、利于催化劑Mo(0.5)-Mn(11.5)/Ti的脫硝和脫汞性能，但在200℃時(shí)可達(dá)到88.9％脫汞效率和91.8％脫硝效率。煙氣中的O2是催化劑進(jìn)行脫硝和脫汞過(guò)程的關(guān)鍵因素，還原劑NH3可顯著促進(jìn)脫硝反應(yīng)的進(jìn)行卻大大抑制Hg0的去除，HCl的添加有利于Hg0的氧化，卻阻礙著NH3-SCR反應(yīng)的進(jìn)行，SO2對(duì)脫硝和脫汞反應(yīng)均起到抑制作用，反應(yīng)后催化劑表面Mn4+和Oα的降低及覆蓋的硫酸鹽和銨鹽是催化劑活性降低的主要原因。但研究顯示催化劑