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活性炭负载V催化剂及其应用

发布时间:2020-05-20点击:

钒是烟气脱硫脱氮常用的催化剂,也是目前研究较多的催化剂。通常钒类催化剂在活性炭上的氧化形态为V2O5。针对V2O5/活性炭烟气脱硫催化剂,国内国外均有一些研究。不少研究表明,当SO2和H2O同时存在时,硫酸铵盐的沉积往往会堵塞催化剂的部分孔道,造成失活,而180℃以上无H2O存在时,催化剂能够促进硫酸铵盐与NO之间的反应,并且硫酸根的形成使催化剂表面产生新的酸性位,提高了对NH3的吸附能力,因此,这时SO2的存在不仅无害,相反还有利于提高V2O5/活性炭催化剂的脱氮性能。

活性炭负载V催化剂及其应用

实验结果证明,对负载V2O5的蜂窝活性炭催化剂体系同时去除SO2和NO作了研究,并与颗粒活性炭体系催化剂、粉末活性炭体系催化剂作了对比。实验表明:在大约200℃时,在蜂窝活性炭上负载2%(质量比)的V2O5时去除表现更好,选择催化还原性显著增强。催化剂经5%(体积比)NH3/Ar再生后用于去除SO2时,去除率稍有增加,而选择催化还原性则显著增强。但蜂窝活性炭制备过程中黏结剂的使用将微孔、表面积、SO2和NO的去除率显著减小。

目前,国内山西煤化所制备出新型负载V2O5的蜂窝状活性炭,用于同时脱硫脱氮的实验研究。研究表明:对于SO2,温度为423K或者453K时,V2O5/活性炭的吸附容量为5.5%。当V2O5的负载含量从1%升高到3%时,SO2的吸附容量从4.5%上升到5.9%。该研究证明了V2O5/活性炭在低温下对烟气脱硫脱氮的有效性,为今后的工业化实践提供了有效的参考。

对比了负载在活性炭上的钒、镍、钴、铁和锰类金属氧化物对SO2脱除的影响,。实验发现,各类金属氧化物的催化活性的高低顺序为:钒、铁。镍。钴、锰。混合气体中O2的存在提高了活性炭的吸附容量,比未负载金属活性炭的吸附容量提高了10%左右,对于负载了钒的活性炭来说,提高的幅度更大。在此情况下,金属妨碍了SO2在活性炭上的固定,而且催化SO2转变成其他更为稳定的形态(由于O2的存在)。当O2和H2O同时存在时,V2O5/活性炭的吸附容量进一步提高,原因是水蒸气吸附在活性炭上时,使得SO2或者其转变后的产物在活性炭上溶解,促进了SO2的继续吸附。

因此,当金属和水分同时存在时,催化和溶解共同作用,处理效果比较好。实验表明,当钒的质量分数为0.3%时,SO2的转化效果较好。