王 峰,徐婷睿,武 潔,宋麗云,王 興
(1.內蒙古工業大學能源與動力工程學院,呼和浩特 010051;2.內蒙古電力科學研究院,呼和浩特 010020;3.北京工業大學環境與生命學部,北京 100124)
火力發電是我國長期主要發電方式,燃煤電廠所產生的NOx、CxHy、SO2和顆粒物等排放導致的大氣環境污染的問題日益突出.在實際生產中,燃煤電站鍋爐采用的主流煙氣脫硝技術是選擇性催化還原法(selective catalytic reduction,SCR),其效率可達90%以上.而高性能SCR 催化劑材料是該技術的核心,會直接影響脫硝設備的設計和使用.目前燃煤電廠中所用的SCR 催化劑主要為釩基催化劑,工作溫度為300~400 ℃,已實現商業化[1].
受到SCR 催化劑工作區間的限制,大多數火電廠都采用先脫硝后脫硫工藝,因而未脫硫的煙氣中含有的硫氧化物容易與H2O 和NH3形成硫酸鹽或亞硫酸鹽會導致催化劑失活,降低了催化劑使用壽命.在非電力行業的鍋(爐)窯的排煙溫度大多小于300 ℃,也很難直接應用常規的中高溫SCR 脫硝技術.因此降低SCR 催化劑的工作溫度,對NO 的高效轉化具有重要的工程實際意義和成果推廣價值.
研究發現脫硝反應中釩的價態、分布狀態、聚集度等參數對釩基催化劑的窗口溫度有重要影響[2-3],也是影響催化劑活性的重要影響因素之一.同時,以TiO2為釩基載體,釩氧化物的還原性明顯高于ZrO2、Al2O3和SiO2[4].由于多孔材料在吸附吸收、選擇催化方面的優異性能,若SCR 催化劑具有多孔結構,可提高和改善釩基活性組分的微觀狀態、達到較好的脫硝的效果.如Li 等[5]合成了……