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活性炭負(fù)載V催化劑及其應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2020-05-20點(diǎn)擊:次

釩是煙氣脫硫脫氮常用的催化劑,也是目前研究較多的催化劑。通常釩類(lèi)催化劑在活性炭上的氧化形態(tài)為V2O5。針對(duì)V2O5/活性炭煙氣脫硫催化劑,國(guó)內(nèi)國(guó)外均有一些研究。不少研究表明,當(dāng)SO2和H2O同時(shí)存在時(shí),硫酸銨鹽的沉積往往會(huì)堵塞催化劑的部分孔道,造成失活,而180℃以上無(wú)H2O存在時(shí),催化劑能夠促進(jìn)硫酸銨鹽與NO之間的反應(yīng),并且硫酸根的形成使催化劑表面產(chǎn)生新的酸性位,提高了對(duì)NH3的吸附能力,因此,這時(shí)SO2的存在不僅無(wú)害,相反還有利于提高V2O5/活性炭催化劑的脫氮性能。

活性炭負(fù)載V催化劑及其應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,對(duì)負(fù)載V2O5的蜂窩活性炭催化劑體系同時(shí)去除SO2和NO作了研究,并與顆粒活性炭體系催化劑、粉末活性炭體系催化劑作了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)表明:在大約200℃時(shí),在蜂窩活性炭上負(fù)載2%(質(zhì)量比)的V2O5時(shí)去除表現(xiàn)更好,選擇催化還原性顯著增強(qiáng)。催化劑經(jīng)5%(體積比)NH3/Ar再生后用于去除SO2時(shí),去除率稍有增加,而選擇催化還原性則顯著增強(qiáng)。但蜂窩活性炭制備過(guò)程中黏結(jié)劑的使用將微孔、表面積、SO2和NO的去除率顯著減小。

目前,國(guó)內(nèi)山西煤化所制備出新型負(fù)載V2O5的蜂窩狀活性炭,用于同時(shí)脫硫脫氮的實(shí)驗(yàn)研究。研究表明:對(duì)于SO2,溫度為423K或者453K時(shí),V2O5/活性炭的吸附容量為5.5%。當(dāng)V2O5的負(fù)載含量從1%升高到3%時(shí),SO2的吸附容量從4.5%上升到5.9%。該研究證明了V2O5/活性炭在低溫下對(duì)煙氣脫硫脫氮的有效性,為今后的工業(yè)化實(shí)踐提供了有效的參考。

對(duì)比了負(fù)載在活性炭上的釩、鎳、鈷、鐵和錳類(lèi)金屬氧化物對(duì)SO2脫除的影響,。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),各類(lèi)金屬氧化物的催化活性的高低順序?yàn)椋衡C、鐵。鎳。鈷、錳;旌蠚怏w中O2的存在提高了活性炭的吸附容量,比未負(fù)載金屬活性炭的吸附容量提高了10%左右,對(duì)于負(fù)載了釩的活性炭來(lái)說(shuō),提高的幅度更大。在此情況下,金屬妨礙了SO2在活性炭上的固定,而且催化SO2轉(zhuǎn)變成其他更為穩(wěn)定的形態(tài)(由于O2的存在)。當(dāng)O2和H2O同時(shí)存在時(shí),V2O5/活性炭的吸附容量進(jìn)一步提高,原因是水蒸氣吸附在活性炭上時(shí),使得SO2或者其轉(zhuǎn)變后的產(chǎn)物在活性炭上溶解,促進(jìn)了SO2的繼續(xù)吸附。

因此,當(dāng)金屬和水分同時(shí)存在時(shí),催化和溶解共同作用,處理效果比較好。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化效果較好。

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