《板式V2O5/TiO2基脫硝催化劑的製備及性能研究》是依託北京化工大學，由劉清雅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：板式V2O5/TiO2基脫硝催化劑的製備及性能研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉清雅
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
燃煤排放的NOx（硝）是大氣主要污染物之一，我國雖已開始限制硝排放，但尚無成熟的煙氣脫硝技術。鑒於引進技術成本高、制約因素多，解決我國燃煤NOx污染必須發展自主產權的煙氣脫硝技術。.V2O5/TiO2基催化劑是國外經過工業驗證的催化劑，短期內實現煙氣脫硝技術國產化仍需走釩鈦技術路線，開發具有自主產權的、適於工業套用的V2O5/TiO2脫硝催化劑是該路線的核心。本項目針對燃煤煙氣量大、粉塵多、壓強低的特點，並結合文獻調研，提出以不鏽鋼板為基體的板式結構化V2O5/TiO2催化劑的研發，通過考察不鏽鋼板預處理方式和TiO2塗敷方法與塗層厚度和強度的關係、不鏽鋼板對催化劑性質和脫硝行為的影響，為高強度、高活性催化劑的製備提供理論依據；通過研究SO2、鹼性微塵和汞等對該催化劑脫硝行為的影響本質，為失活催化劑再生方法的選擇提供科學支持，實現該催化劑從初步探索到工業套用的重要跨越。
結題摘要
煤炭是我國主要一次能源，75%左右用於燃燒發電和供熱，由此排放的粉塵、SO2和NOX（硝）成為我國大氣污染的最大源頭。我國現已基本解決粉塵和SO2污染，NOX污染形勢嚴峻，“十二五”將加強其排放控制。目前用於煙氣脫硝的主流技術是NH3選擇性催化還原（SCR）NO，商用催化劑以蜂窩V2O5/TiO2為主。由於蜂窩體擠出困難、成品率低、抗塵能力差，國外近年來開發了板式V2O5/TiO2基催化劑，但技術保密，相關報導較少。鑒於板式催化劑成型簡單，更適合我國煙氣含塵量高的特點，本項目提出板式V2O5/TiO2催化劑的製備理論研究，力爭原料和製備技術國產化；同時針對催化劑套用可能面臨的問題，提出SO2、鹼性粉塵和汞對脫硝活性的影響規律及本質研究。 項目針對V2O5 /TiO2基催化劑的配方和製備工藝進行了大量探索性研究，獲得了高活性、高強度板式催化劑的成型技術和自製催化劑的適宜操作範圍；認識了鈦鎢粉製備條件對催化劑性能的影響規律；揭示了鹼金屬中毒催化劑的方式和本質。主要結論如下： （1）鐵素體430鋼是較好的板式催化劑基體，PVC粘結劑在提高泥料粘結性和催化劑強度方面均優於HPMC和CMC粘結劑；製備工藝中影響板式催化劑耐磨性能的關鍵因素是泥料中的水量和焙燒升溫速率（焙燒升溫速率越低，催化劑強度越高）。 （2）揭示了TiO2粒度對催化劑結構和各成分價態的影響，發現催化劑的活性與TiO2粉體的孔結構性質關係不大，主要與因表面積不同造成的V和W形態不同有關。TiO2粉粒度小，則V4+多、W以WO3存在，催化劑脫硝率高、SO2氧化率低，由此推斷V4+對脫硝的催化作用顯著於V5+. （3）發現鹼金屬溶液浸漬中毒、KCl固體擴散中毒和KCl升華中毒對催化劑活性的影響程度依次為升華＞＞擴散＞浸漬，升華中毒遠超過工業套用中催化劑的失活程度；鹼金屬中毒的本質是鹼金屬與釩或鹼金屬促進釩與載體的相互作用，導致催化劑的NH3氧化性增強造成的。 （4）發現偏鎢酸銨溶液與鈦粉是否預先製得鈦鎢粉體不影響釩和鎢的形態，也不影響催化劑的活性，與普遍認為的需事先製備鈦鎢粉的經驗結論所有不同。發現鈦鎢粉製備方式影響催化劑的耐磨性，粉體製備中的乾燥和焙燒均會導致載體顆粒變大、進而導致催化劑的中大孔較多、耐磨性差。
