煤炭是我国最主要的一次能源，在煤炭的使用过程中不可避免的产生了大量污染物。氮氧化物作为其中之一，会造成酸雨、光化学烟雾以及其他环境问题。据统计，我国氮氧化物排放的67％来源于煤炭为主的化石燃料的燃烧。因此，燃煤电厂氮氧化物控制是我国氮氧化物控制的重点。选择性催化还原法是目前燃煤电厂应用最广泛的脱硝技术，催化剂是SCR技术的核心。目前商业应用最广泛的是V-W-Ti型催化剂。由于催化剂成本较高，且通常运行3～5年就因失活需要更换，造成火电厂运行成本增加，同时废弃的催化剂会引起新的环境问题。因此，开展催化剂的失活分析及再生工作是十分必要的。目前主要的再生方法包括水洗再生，酸洗再生，热（还原）再生和复合再生。
本文以商用V-W-Ti型催化剂为研究对象，分析了其失活原因，在此基础开展了再生研究，主要结论如下:
(1)旧催化剂脱硝效率下降明显，400℃时达到最大脱硝效率63.1％，明显低于新催化剂的脱硝效率，说明旧催化剂已经失活。对新、旧两种催化剂分别作了SEM、N2吸附脱附、XRD、XRF、FTIR等表征。结果表明:旧催化剂晶型未发生改变，仍为典型的锐钛矿，催化剂未发生烧结现象。旧催化剂发生了孔堵塞，导致比表面积减小，平均孔径增加，孔体积减小。同时，相对于新催化剂，旧催化剂中存在活性成分流失现象，Na、Ka、Ca、Mg等毒性元素含量明显增加，新增了As元素。孔堵塞、碱金属碱土金属及砷中毒、活性成分流失是造成催化剂失活的主要原因。
(2)制定了再生工艺路线:水洗、酸洗、再生浸渍。考察了水洗方式、水洗时间、酸液浓度、酸洗时间、再生液浓度及再生时间对催化剂再生的影响。超声水洗效果优于浸渍水洗，超声水洗时45 min为最佳清洗时间。0.5 mol/L的H2SO4溶液具有最佳的酸洗效果，45 min为最佳酸洗时间。硫酸氧钒、仲钨酸铵质量分数分别为2％、2％为最佳再生液。60 min最为最佳再生浸渍时间。再生后催化剂脱硝效率最高可达91.6％，达到新鲜催化剂脱硝效率的95％。
- 作 者：
- 张璐璐
- 学科专业：
- 动力工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华北电力大学(北京)
- 导师姓名：
- 程伟良
- 学位年度：
- 2017
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
