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Fe-Mn/TiO2低温NH3-SCR脱硝催化剂的SO2中毒机理*

2021-05-07魏永林陈红萍侯欣辛李泽清

功能材料 2021年4期
关键词:催化剂分析

魏永林,陈红萍,2,侯欣辛,杨 旭,李泽清

(1.华北理工大学 化学工程学院, 河北 唐山 063210;2.河北省煤化工工程技术研究中心, 河北 唐山 063210)

0 引 言

随着国家对各类企业烟道气中NOx的排放浓度要求越来越严格,低温烟道气,如焦化厂、玻璃厂、水泥厂等烟道气中的NOx也需要脱除,而应用于电厂烟道气脱硝的催化剂存在低温效率低、稳定性差等缺点,因此涌现了大量低温脱硝催化剂的研究,其中Mn基催化剂以其较高的低温活性和较宽的活性温度窗口得到广泛关注,但其抗硫性较差[1-4]。

研究者针对Mn基催化剂的硫中毒机理及抗硫性进行了研究。催化剂硫中毒机理主要是活性组分和载体的硫酸化以及硫酸铵盐的形成几个方面。因此研究者主要从载体改性[5-7]、助剂添加[8-10]、结构调整[11]和采用复合活性组分[12]等方面进行了改进。Jia等[13]通过XRD、XPS以及热重等表征发现,Mn基催化剂上SO2会被MnOx氧化为SO3并吸附在TiO2上形成硫酸钛,利用Zr对载体进行改性,增加了Mn4+和表面酸性氧的含量,同时也提升了催化剂表面酸性,提高了催化剂抗SO2性能。Shen等[14]研究Fe,Co掺杂Mn-Ce/TiO2催化剂抗SO2机理时,通过原位红外光谱发现Mn-Ce/TiO2催化剂表面上吸附的SO3、亚硫酸盐、硫酸盐种类较多,利用Fe和Co改性,可以降低硫的吸附量。Jiang等[15]通过V2O5改性Mn-Ce/AC催化剂抗SO2性能时发现,V2O5的加入可以增加催化剂表面酸性,抑制SO2的吸附,增加了表面化学吸附氧,从而提高了NOx的转化率和N2的选择性。Fan等[16]发现Ce掺杂Mn基催化剂具有良好的抗SO2的能力,通过XPS、XRD、SEM、H2-TPR等表征发现,Ce更容易与SO2反应,从而降低催化剂表面硫酸盐的沉积以及保护Mn的活性位点。……

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