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催化剂同时脱硫脱硝活性的影响

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催化剂同时脱硫脱硝活性的影响文章编号:0253-9837(2005)06-0463-07研究论文:463!469收稿日期:2004-08-26.第一作者:马建蓉,女,l969年生,博士研究生.联系人:刘振宇.Tel:(035l)405309l;E-mail:Zyl"public.ty.sx.cn.基金项目:国家高技术研究发展计划(2002AA529ll0)和国家自然科学基金(902l0034,20276078)资助项目.再生方法对V205/AC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响马建蓉l,2,黄张根l,刘振宇l,郭士杰l(l中国科学院山西煤...

催化剂同时脱硫脱硝活性的影响
文章编号:0253-9837(2005)06-0463-07研究论文:463!469收稿日期:2004-08-26.第一作者:马建蓉,女,l969年生,博士研究生.联系人:刘振宇.Tel:(035l)405309l;E-mail:Zyl"public.ty.sx.cn.基金项目:国家高技术研究发展 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (2002AA529ll0)和国家自然科学基金(902l0034,20276078)资助项目.再生方法对V205/AC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响马建蓉l,2,黄张根l,刘振宇l,郭士杰l(l中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原03000l;2中国科学院研究生院,北京l00039)摘要:考察了水洗再生、Ar热再生和5%N~3-95%Ar还原再生对V2O5/AC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响.结果 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,水洗再生虽然可洗去反应过程中沉积在催化剂表面的含硫物质,但也能将部分活性组分V2O5转化生成的VOSO4洗去,使催化剂的脱硫脱硝活性降低.Ar热再生后催化剂的脱硝活性与新鲜样品相同,但脱硫活性很低.经5%N~3-95%Ar还原再生后,催化剂的脱硫活性可恢复到新制备时的水平,同时脱硝活性大大提高,这是由于催化剂表面除了原有的脱硝活性位V2O5外,又形成了新的活性位N~+4/N~2.还原再生过程产生的SO2与N~3在室温下反应生成固体亚硫酸铵盐,可实现硫的资源化,简化了后续处理工艺.关键词:五氧化二钒,活性炭,二氧化硫,一氧化氮,脱除,水洗,催化剂再生,氨中图分类号:O643/X7文献标识码:AEffectofregenerationMethodonActivityforsimultaneousremovalofs02andN0overV205/ACCatalyst-sorbentMAjianrongl,2,HUANGzhanggenl,LIUzhenyul!,GUOshiiel(1StatekeyLaboratoryofCoalConoersion,InstituteofCoalChemistry,TheChineseacademyofSciences,Taiyuan030001,Shanoi,China;2graduateSchoolofTheChineseacademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:TheregenerationofausedV2O5/ACcatalyst-sorbent,whichisactiVeforsimultaneousremoValofSO2andNOfromfluegas,wasstudiedusingdifferentmethods.Water-washingcausedthelossofaconsiderableamountofVfromthecatalystsurfaceandconseCuentlycouldnotrejuVenatetheinitialactiVityofthecatalyst.ThermalregenerationbyArshowedbetterresults,buttheactiVityforSO2remoValcouldnotbefullyrecoVeredduetothepresenceofresiduesulfurandthelossofcarboninthecatalyst.ReductiVeregenerationby5%N~3-95%Ardisplayedthebestresults,theSO2remoValactiVitycouldbecompletelyreViVedandtheNOremoValac-tiVityimproVedgreatly.TheresultsofIRandXPSshowedthatalargeamountofnitrogenfunctiongroups,N~+4/N~2,wereformedandenhancedtheNOremoValactiVity.AmmoniacouldalsoreactwiththeformedSO2toproduceammoniumsulfiteatthereactoroutlet,whichsimplifiedthepost-treatmentprocess.Keywords:Vanadiumpentoxide,actiVatedcarbon,sulfurdioxide,nitricoxide,remoVal,water-washing,cata-lystregeneration,ammonia烟气中的SO2和NO是造成大气污染的主要物质.目前,脱除SO2主要采用湿法,以石灰石为吸收剂;脱除NO采用选择性催化还原(SCR)法,用N~3将NO还原为N2.但是,采用这两种方法分别脱除SO2和NO需要两套设备,存在耗资多和占地面积大的缺点,并且脱硫剂用量大,脱硫后废渣生成量大,易造成二次污染,存在废水废渣处理问题.如果能用干法同时脱除SO2和NO,可经济方便地除去烟气中的这两大污染物.自20世纪70年代以来,研究者对350!400C条件下CuO/Al2O3上的第26卷第6期催化学报2005年6月Vol.26No.6ChineseJournalofCatalysisJune2005同时脱硫(SO2)脱硝(NO)反应进行了大量研究,但这些研究与工业化应用尚有一定距离[1,2].文献[3,4]报道AC(活性炭)可在约100C下催化脱硫脱硝,但二者只能分步进行:首先将SO2全部脱除,NO的存在不影响催化剂的脱硫性能;然后采用SCR法将NO还原为N2.目前有关同时脱硫脱硝的研究很少,尽管文献[5]报道了在130C下采用V2O5/AC催化剂可同时脱除烟气中的SO2和NO,但是其脱硝活性较低,NO转化率仅为10%.我们的前期工作[6,7]表明,V2O5/AC催化剂在200C下可同时脱硫脱硝,催化性能良好.V2O5/AC用于脱硫脱硝反应时,脱硝过程采用SCR法,NO被还原为N2;而脱硫过程是催化剂对SO2的吸附过程,随着反应的进行,硫沉积在催化剂表面,导致其活性下降,需要对催化剂进行再生.再生方法主要包括水洗再生、热再生和还原再生.水洗再生可将催化剂表面沉积的物质洗去[8,9].热再生可将催化剂表面吸附的硫转化为SO2.还原再生可将形成的硫酸盐还原为SO2[10,11],同时SO2经进一步处理可转化为~2SO4或元素硫[12].如果采用N~3为还原剂,则再生过程产生的SO2与N~3在室温下直接反应生成固体铵盐,可简化后续处理工艺,直接将硫资源化.本文研究了水洗再生、Ar热再生和5%N~3-95%Ar还原再生对V2O5/AC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响.1实验部分1.1催化剂评价和程序升温脱附(TPD)实验采用偏钒酸铵水溶液等体积浸渍活性炭(山西新华化工厂),经干燥焙烧后即得V2O5/AC催化剂,其中V2O5担载量为2%.催化剂评价在内径为17mm的固定床石英玻璃反应器上进行,将4.0g催化剂置于反应器中部.SO2/Ar,NO/Ar,N~3/Ar,Ar气和空气分别经转子流量计计量后进入混合器混合,得到模拟烟气,原料气组成为:3%~2O-6%O2-0.15%SO2-0.045%NO-0.045%N~3-90.76%Ar,气体流速为420ml/min,反应温度为200C.原料气及尾气中SO2,NO和O2采用德国DragerMSI150Compact型燃气分析仪检测.脱硫脱硝反应后的催化剂在流速为420ml/min的Ar气氛中进行TPD实验,升温速率为5C/min,脱附气体中的SO2和CO通过DragerMSI150Compact型燃气分析仪检测.本实验中硫容是指SO2转化率下降到80%时催化剂表面吸附的SO2量.1.2催化剂再生待V2O5/AC催化剂上SO2转化率降至80%后停止反应,对催化剂进行原位再生.考察了水洗再生、Ar热再生和5%N~3-95%Ar还原再生对催化剂活性的影响.水洗再生过程为:将催化剂冷却至室温,加40ml水洗涤,再通Ar气吹扫,以2C/min的速率升温至200C,保持1h,待催化剂干燥后切换成模拟烟气进行脱硫脱硝实验.待SO2转化率再次降至80%时,进行二次水洗再生和再生后的脱硫脱硝实验.Ar热(5%N~3-95%Ar还原)再生过程为:催化剂样品在流速为175ml/min的Ar(5%N~3-95%Ar)气流中以5C/min的速率升温至一定温度,恒温吹扫1h,然后在Ar气氛中降至200C,切换成模拟烟气进行脱硫脱硝实验.1.3催化剂的表征XPS实验在Perkin-elmerP~I5300型X射线能谱仪上进行,数据处理在ApolloSeries3500型工作站上进行.IR谱在Bio-RadFTS165型红外光谱仪上测定,分辨率为4cm-1,扫描范围4000!400cm-1,样品与KBr按1$400的比例混合.2结果与讨论2.1水洗再生实验结果对脱硫脱硝反应后的催化剂进行水洗再生,第一次水洗再生后,SO2的穿透时间由新鲜样品的115min降至55min,但脱硝活性变化不大.水洗溶液呈蓝色,与VOSO4溶液颜色相同,经ICP-AeS(电感耦合等离子体原子发射光谱)分析,催化剂上约有50%的V2O5被洗去,催化剂表面残留的硫含量为0.82%.第二次水洗再生后,SO2的穿透时间仅为25min,NO转化率降为新鲜样品的30%.由于脱硫脱硝时V2O5/AC表面有易溶于水的~2SO4,铵盐和VOSO4生成,其中VOSO4中的硫含量仅占催化剂总固硫量的8%,相应约有9.3%的V2O5转化为VOSO4[6].因此,本实验中除了脱硫脱硝过程中生成的VOSO4被洗去外,还有部分V2O5流失.可以推测水洗V2O5/AC时,催化剂微464催化学报第26卷孔中的H2SO4在迁移过程中如遇到活性组分V2O5,可以反应生成VOSO4,从而造成部分V2O5流失,使催化剂脱硫活性降低,同时也说明活性组分V2O5在脱硫过程中是必不可少的.第一次水洗再生洗去了50%的V2O5,但催化剂脱硝活性变化不大,仍为70%,说明在本实验条件下,催化剂上担载1%V2O5时仍可维持其脱硝活性.第二次水洗再生后,又有约35%的V2O5被洗去,这时催化剂的脱硝活性明显降低,说明在脱硝过程中必须保证一定的V2O5担载量.图1Ar热再生对催化剂同时脱硫脱硝活性的影响Fig1EffectofArthermalregenerationonactivityforsimulta-neousremovalofSO2andNOover2%V2O5/AC(Reactionconditions:3%H2O-6%O2-0.15%SO2-0.045%NO-0.045%NH3-90.76%Ar,!"=420ml/min,!=200C)图2不同温度Ar热再生后催化剂的IR谱Fig2IRspectraof2%V2O5/ACcatalystthermallyregeneratedbyAratdifferenttemperatures(1)VOSO4/AC,(2)FreshV2O5/AC,(3)UsedV2O5/AC;UsedV2O5/ACregeneratedat:(4)250C,(5)280C,(6)300C,(7)330C2.2Ar热再生实验结果考察了Ar热再生对2%V2O5/AC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响,结果示于图1.由图1(a)可以看出,再生温度由250C升高到330C时,SO2的穿透时间从10min延长到90min,说明催化剂的脱硫活性随再生温度的升高而升高,但即使在330C下再生,脱硫活性也不能恢复到新制备时的水平.经积分计算可知,在250,280,300和330C下Ar热再生后,催化剂的硫容分别为22,39,42和52mg/g,低于新鲜催化剂的硫容(60mg/g).由图1(b)可以看出,经不同温度再生后,催化剂的脱硝活性与新鲜样品差别不大,说明Ar热再生可恢复催化剂的脱硝活性.图2示出了不同温度Ar热再生后催化剂的IR谱.可以看出,VOSO4/AC在1400cm-1处出现一个尖峰,在1300!1000cm-1间出现一个宽吸收带.Frederickson等[13]认为VOSO4在1000cm-1附近出现V-O的振动峰,而文献[9]报道在1410和1150cm-1处的谱峰与VOSO4有关.同文献[9,13]相比,本文中VOSO4/AC的IR谱发生了明显的变化,这可能是由于担载在AC上的VOSO4的对称性发生了变化,使得1300!1000cm-1处的谱峰宽化,1410cm-1处的谱峰移至1400cm-1.新鲜V2O5/AC催化剂在1200!1000cm-1处出现一个宽峰,归属为V=O的振动[7].脱硫脱硝反应后,V2O5/AC除在1220!1000cm-1处出现V=O的振动峰外,在1383和1400cm-1处出现2个新峰,其中1383cm-1处的谱峰与NH+4的振动有关,1400cm-1处的谱峰是由VOSO4振动引起的.催化剂经250C下Ar热再生后,IR谱变化不大.经280C下Ar热再生后,与VOSO4有关的1400cm-1处的谱峰增强,但观察不到明显的NH+4振动峰,这可能是由于此时H2SO4在从微孔向外扩散的过程中遇到了V2O5,反应生成了VOSO4,使VOSO4含量增大.进一步提高再生温度,VOSO4逐渐分解,相应的IR谱峰强度下降.564第6期马建蓉等:再生方法对V2O5/AC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响表1列出了不同温度Ar热再生后催化剂的元素分析结果.可以看出,脱硫脱硝反应后VZO5/AC催化剂表面的硫含量为3.68%,氮含量为1.06%.Z50C下Ar热再生后,催化剂表面残留的硫含量为3.31%,仅有10%的硫被除去,再生效果较差,这与IR结果相一致.Z80C下Ar热再生后,催化剂上有39%的硫被除去,而IR结果表明此时VOSO4的含量增大,说明有部分~ZSO4和VZO5转化为VOSO4.随着再生温度的升高,催化剂表面残留的硫含量逐渐减小,但即使在330C下再生后,催化剂表面仍残留1.5Z%的硫,占总固硫量的41%.由图1(b)可知,Ar热再生对催化剂的脱硝活性影响不大.由于催化剂的脱硝活性与VZO5活性位的数量有关,且采用水洗再生法时,即使洗去50%的VZO5,仍能保持催化剂的脱硝活性不变,说明维持VZO5/AC催化剂的脱硝活性所需的VZO5量小于1%.催化剂经脱硫脱硝反应后,有9.3%的VZO5转化为VOSO4[6].虽然IR结果表明Z80C下Ar热再生后,催化剂上有部分VZO5转化为VOSO4,但其变化量不影响脱硝活性,因此Ar热再生前后催化剂的脱硝活性变化很小.对VZO5/AC进行Ar热再生时产生的尾气进行了分析,发现其中包括SOZ,N~3和CO,说明Ar热再生过程要消耗载体C,实际上是C对催化剂表面物质进行的还原分解过程.表1不同温度al热再生后催化剂的元素分析结果Table1ElementalanalysisofZ%VZO5/ACcatalystthermallyregeneratedbyAratdifferenttemperatures!/CMassfraction(%)SNCFreshVZO5/AC0.510.4183.4UsedVZO5/AC3.681.0663.8Z503.311.0770.0Z80Z.Z60.7673.Z300Z.030.5Z75.13301.5Z0.5Z75.82.35/NH3-95/al还原再生实验结果图3示出了不同温度5%N~3-95%Ar还原再生后催化剂的脱硫脱硝活性.由图3(a)可以看出,当再生温度从Z50C升高至300C时,SOZ穿透时间和催化剂的硫容均增大,继续升高温度至330C,SOZ穿透时间和催化剂的硫容反而减小.经Z50,Z80,300和330C还原再生后,催化剂的硫容分别为4Z,48,60和54mg/g,其中在300C下还原再生后,催化剂的脱硫活性与新鲜催化剂的脱硫活性相近.由图3(b)可以看出,Z50C下5%N~3-95%Ar还原再生后,催化剂上NO转化率约为100%,Z80C下还原再生后,当反应90min时,催化剂上NO转化率仍为100%,继续延长反应时间,NO转化率缓慢降低.总体上讲,催化剂的脱硝活性随还原再生温度的升高而降低,还原再生后催化剂的脱硝活性高于新鲜样品的脱硝活性.图35/NH3-95/al还原再生对催化剂同时脱硫脱硝活性的影响Fig3Effectof5%N~3-95%ArreductiveregenerationonactivityforsimultaneousremovalofSOZandNOoverZ%VZO5/ACcatalyst表Z列出了不同温度5%N~3-95%Ar还原再生后催化剂的元素分析结果.可以看出,催化剂表面的硫含量随再生温度的升高而减小,即提高再生温度,催化剂表面有更多的硫被脱除.结合表1可以看出,5%N~3-95%Ar还原再生后催化剂表面的硫含量比相同温度下Ar热再生后的硫含量低,说明5%N~3-95%Ar还原再生效果比Ar热再生效果好.另外,还原再生后催化剂表面的氮含量高于新鲜样品表面的氮含量,说明采用5%N~3-95%Ar进行还原再生时氮元素可被吸附在催化剂表面,且氮含量随催化剂再生温度的升高而减小.从表1和表Z还可以看出,Ar热再生后样品中C含量比5%664催化学报第Z6卷NH3-95%ar还原再生后的C含量低,说明ar热再生时C烧失率大.表2不同温度5%NH3-95%ar还原再生后催化剂的元素分析结果Table2Elementalanalysisof2%V2O5/aCcatalystreductivelyregen-eratedby5%NH3-95%aratdifferenttemperatures!/CMassfraction(%)SNC2502.831.9770.32802.011.8978.03000.921.7179.23300.641.5080.2图4示出了不同温度5%NH3-95%ar还原再生后催化剂的IR谱.可以看出,经250C还原再生后,样品在1400cm-1处的谱峰强度增大,升高再生温度至280C,该峰强度减弱,说明VOSO4的含量随着再生温度的升高而减小.经250!300C下5%NH3-95%ar还原再生后,样品在1383cm-1处出现NH+4的振动峰.图4不同温度5%NH3-95%ar还原再生后催化剂的IR谱Fig4IRspectraof2%V2O5/aCcatalystreductivelyregeneratedby5%NH3-95%aratdifferenttemperatures(1)FreshV2O5/aC,(2)UsedV2O5/aC;UsedV2O5/aCregeneratedat:(3)250C,(4)280C,(5)300C,(6)330C为进一步确定不同温度还原再生后残留在催化剂表面的铵盐和VOSO4的含量,对样品进行了TPD分析,结果示于图5.可以看出,脱硫脱硝反应后V2O5/aC催化剂的TPD谱分别在293和315C处出现2个脱附峰.文献[6]报道负载在aC上的H2SO4的起始分解温度为200C,峰温为294C.担载在aC上的(NH4)2SO4/NH4HSO4的起始分解温度为250C,峰温为316C.担载在aC上的VOSO4的起始分解温度为265C,峰温为360C.因此,TPD谱中293C处的脱附峰可归属为H2SO4的分解,315C处的谱峰可归属为铵盐的分解,350!400C处的谱峰可归属为VOSO4分解释放出SO2的脱附.拟合计算结果表明,脱硫脱硝反应后,V2O5/aC催化剂表面的沉积物中含有44%的H2SO4,48%的铵盐和8%的VOSO4.经250C下5%NH3-95%ar还原再生后,催化剂在293和315C处仍有脱附峰出现,但峰强度减弱,说明催化剂上仍有部分H2SO4和铵盐未被脱除,同时样品在350!400C间的脱附峰明显增强,说明此时催化剂中VOSO4的含量增大,这与IR结果相吻合.280C还原再生后,TPD谱中SO2的脱出温度为250C,参照未再生前样品的TPD拟合曲线,认为催化剂上仍有部分铵盐未脱除.300C下还原再生后,催化剂上的铵盐可完全分解,而IR结果表明催化剂上仍有一定量的NH+4,由此推测此时催化剂中的NH+4可能不以硫酸铵盐的形式存在,而是以其他形式存在.330C下还原再生后,催化剂中未脱除的VOSO4与脱硫脱硝反应后催化剂中的VOSO4量相当,说明250!300C下还原再生后样品中的部分VOSO4是在再生过程中产生的.图55%NH3-95%ar还原再生后催化剂的TPD谱Fig5TPDprofilesof2%V2O5/aCcatalystreductivelyregenerat-edby5%NH3-95%aratdifferenttemperatures(1)UsedV2O5/aC;UsedV2O5/aCregeneratedat:(2)250C,(3)280C,(4)300C,(5)330C764第6期马建蓉等:再生方法对V2O5/aC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响图6不同温度5%NH3-95%ar还原再生后催化剂的XPS谱Fig6XPSprofilesof2%V205/ACcatalystreductivelyregeneratedby5%N~3-95%Aratdifferenttemperatures(a)N1!,(b)V2";(1)FreshV205/AC,(2)UsedV205/AC;UsedV205/ACregeneratedat:(3)250C,(4)280C,(5)300C新鲜V205/AC催化剂的脱硝活性中心为VI0键,吸附在其上的N~3与N0发生SCR反应生成N2.反应后的催化剂用5%N~3-95%Ar还原再生后,其脱硝活性大大提高,尤其在250C下再生后,尽管表面有77%的硫未除去,催化剂上N0转化率仍保持在100%,且脱硝活性不随反应时间的延长而下降,说明此时的脱硝活性中心不同于新鲜样品.Zhu等[14]认为,在V205/AC催化剂表面形成的铵盐可作为N0进行SCR反应的活性中心.因此推测在250C还原再生后,催化剂表面生成大量铵盐,使其在较长的时间内表现出较高的SCR活性.提高再生温度,催化剂表面铵盐浓度降低,表现为反应初期催化剂的SCR活性较高,随着反应的进行,表面新增的含硫物质逐渐沉积,堵塞孔道,影响其SCR活性,N0转化率降低.新鲜样品在反应一段时间后,表面也有铵盐生成,但其脱硝活性却不升高,元素分析结果表明,此时生成的铵盐量小于再生过程中生成的铵盐量,说明再生后催化剂脱硝活性提高可能是由于其表面形成的铵盐较多,或是再生前后表面的铵盐存在形式不同所造成的.图6为不同温度5%N~3-95%Ar还原再生后催化剂的XPS谱.可以看出,新鲜催化剂的N1!XPS谱在401.4和399.2eV处出现2个谱峰,脱硫脱硝反应后,401.4eV处的谱峰强度明显增大,250C还原再生后,399.2eV处的谱峰强度增大,300C还原再生后,401.4eV处的谱峰明显增强.guimon等[15]报道N~+4中N的电子结合能约为401.4eV,N~-2中N的电子结合能为399eV.结合表1的元素分析结果,并通过拟合计算得出新鲜样品中的氮含量很少,其中N~+4和N~-2的含量分别为0.25%和0.16%,仅来自载体AC中的含氮官能团.脱硫脱硝反应后,催化剂表面N~+4和N~-2的含量分别为0.39%和0.26%.经250,280和300C还原再生后,催化剂表面的N~+4含量分别为0.94%,1.01%和0.96%,N~-2含量分别为0.62%,0.47%和0.34%.即脱硫脱硝反应后催化剂表面N~+4和N~-2含量增大,经5%N~3-95%Ar还原再生后,催化剂表面的N~+4和N~-2含量进一步增大.文献[16,17]报道,在炭或者碳纤维表面增大含氮官能团的含量可提高其脱硝活性,因此推测5%N~3-95%864催化学报第26卷Ar还原再生后,V205/AC催化剂脱硝活性大大提高是由于其表面的N~+4和N~-2含量显著增大的缘故.虽然催化剂表面含氮量随着再生温度的升高而减小,但是N~+4的含量基本不变,N~-2含量则随再生温度升高而降低,250C再生时,N~-2含量最大,此时催化剂的脱硝活性最高,说明形成的新SCR活性位不是以N~+4为主,而是以N~-2为主,或者N~-2的SCR活性比N~+4高.由图6(b)可以看出,新鲜V205/AC催化剂的V21XPS谱在517.4eV处出现一个谱峰,脱硫脱硝反应后,在516.2eV处出现一个新峰.文献[18]将517.4eV处的谱峰归属为V5+,将516.2eV处的谱峰归属为V4+.对不同催化剂样品进行拟合计算,结果表明新鲜催化剂中V5+的含量为90.9%,V4+的含量为9.1%.经250,280和300C下还原再生后,催化剂中V4+含量分别为18%,13%和7.3%,其中250C下还原再生的催化剂中V4+含量最大,这与IR和TPD结果相一致,进一步说明了再生过程中有部分V205转化为V0S04.由以上结果可以发现,在300C下采用5%N~3-95%Ar对反应后的V205/AC催化剂进行再生,可有效恢复其脱硫活性,并大大提高脱硝活性,这是由于除了原有的活性位V205,催化剂上又形成了新的活性位N~+4/N~-2.我们对V205/AC催化剂进行了14次脱硫脱硝反应-再生循环实验,再生温度为300C.结果表明,经过3次循环使用后,催化剂的活性逐渐稳定,硫容为70mg/g,N0转化率为100%,这说明催化剂表面未脱除的V0S04不影响其脱硫脱硝活性,因此推测催化剂上不能脱除的V0S04为一固定值,不随还原再生次数的增加而改变.在反应器出口发现有白色晶体存在,其IR谱在3117和1400cm-1处出现强吸收峰,归属为N~+4的振动,未观察到位于1376cm-1处的归属为S02-4中S=0键的振动峰[9],样品在1113和619cm-1处出现归属于S02-3的吸收峰,这可能是由于再生过程中生成的S02及~20与过剩的N~3反应生成了亚硫酸铵盐的缘故.3结论采用水洗法对脱硫脱硝反应后活性下降的V205/AC催化剂进行再生,虽可除去催化剂表面的含硫物质,但活性组分V205也被洗掉,再生后催化剂的活性很低.采用Ar热再生法时,虽然催化剂的脱硝活性能恢复到新制备时的水平,但其脱硫活性很低.采用5%N~3-95%Ar在300C下对催化剂进行还原再生,催化剂的脱硫活性恢复良好,同时其脱硝活性明显提高,且再生过程产生的S02与N~3在室温下反应生成固体亚硫酸铵盐,可实现硫的资源化,简化后处理工艺,并提高脱硫脱硝反应的整体经济效益.参考文献1DautZenbergFM,NaderJE,vanGinnekenAJJ.chemEngProgr,1971,67(8):862YehJT,DemskiRJ,StrakeyJP,JoubertJI.EnwironProgr,1985,4(4):2233TsujiK,ShiraishiI.Fuel,1997,76(6):5554IZCuierdoMT,RubioB,MayoralC,AndresJM.Fuel,2003,82(2):1475KasaokaS,SasaokaE,Iwasaki~.BullchemSocJ1n,1989,62(4):12266马建蓉,刘振宇,郭士杰.燃料化学学报(MaJR,LiuZhY,GuoShJ.JFuelchemtechnol),2005,33(1):67ZhuZhP,LiuZhY,Niu~X,LiuShJ,~uTD,LiuT,XieYN.Jcatal,2001,197(1):68张力,刘伟.辽宁化工(ZhangL,LiuW.LiaoningchemInd),1996,145(5):169KhodayariR,Ingemar0CU.A11lcatalB,2001,33(4):27710XieGY,LiuZhY,ZhuZhP,Liu@Y,MaJR.A11lcatalB,2003,45(3):21311MaJR,LiuZhY,LiuShJ,ZhuZhP.A11lcatalB,2003,45(4):30112RichterE.cataltoday,1990,7(2):9313FredericksonLDJr,~ausenDM.Analchem,1963,35(7):81814ZhuZhP,Niu~X,LiuZhY,LiuShJ.Jcatal,2000,195(2):26815GuimonC,GervasiniA,AurouxA.JPhyschemB,2001,105(42):1031616Fujitsu~,MochidaI,VerheyenV,PerryGJ,AllardiceDJ.Fuel,1993,72(1):10917MuniZJ,MarbanG,FuertesAB.A11lcatalB,2000,27(1):2718葛欣,尚志航,秦岩,卢志玉.光谱实验室(GeX,ShangZh~,@inY,LuZhY,chinJS1ectroscLab),2002,19(6):819(EdY~M)964第6期马建蓉等:再生方法对V205/AC催化剂同时脱硫脱硝活性的影响
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上传时间:2018-03-22
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