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蜂窝式脱硝、脱二噁英双功能催化剂项目介绍

时间:2016-06-30 16:17来源:未知 作者:admin 点击:
一、项目负责人介绍 刘善堂,男,湖北省楚天学者计划特聘教授,博士生导师,武汉市学科带头人,现任武汉化工新材料工业技术研究院有限责任跑狗图论坛和武汉工程大学绿色化工过程教育

项目简介:目前商业化的SCR催化剂大部分为以V2O5为活性组分的催化剂体系,但是V2O5不仅具有毒性,损害人体健康。目前成熟的催化剂均为中温催化剂(300~450℃),需要对催化剂加热以达到催化活性,且该种催化剂容易中毒。因此本项目拟开发的低钒含量的低温催化剂既可以弥补目前商业化产品的不足,又将开拓低温脱硝、脱二噁英的市场。该项目已被列为2015年度武汉市科技局关键技术攻关项目。
一、项目负责人介绍
  刘善堂,男,湖北省“楚天学者”计划特聘教授,博士生导师,武汉市学科带头人,现任武汉化工新材料工业技术研究院有限责任跑狗图论坛和武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室教授。

二、研究方向
  新材料、大气污染治理

三、技术先进性
  目前对火电厂、垃圾焚烧厂等氮氧化合物、二噁英等排放的大气污染源,采用的主要办法是选择性催化还原反应(Selective Catalytic Reduction,SCR)消除,其反应温度通常在300~400℃范围内,且各类成型商用催化剂其主要成分为V-W-Ti。由于这类V/Ti体系的SCR催化剂均为高温催化剂,要在大于350℃反应条件下才具有高的催化活性,因此又需要对烟气重复加热,增加了能耗提高了脱硝成本。此外,钒基催化剂的毒性也较高。
  本项目开发低钒含量的SCR催化剂,在保证其在低温范围内(150~300℃)具有高的选择性催化还原NOx和高的催化氧化二噁英模拟物(氯苯)活性的基础上,减少有毒钒化合物的用量或用其他活性组分取代钒化合物,并且降低催化剂成本。主要技术特点和创新点在于:
  (1)成型蜂窝状脱硝、脱二噁英的低钒含量过渡金属氧化物催化剂的研制;
  (2)通过添加MnOx、CeO2、SnO2等,研制低钒含量,开发具有低温(150~300℃)高催化活性和高选择性的脱硝、脱二噁英锰钛等元素成型催化剂。
  本项目相关技术具有明显的创新性,拥有自主知识产权。

四、项目所处阶段
  本项目合成不同TiO2晶体和形貌的VOx/TiO2复合催化剂研究添加W、Mn、Sn、Ce等活性组分对催化脱硝和脱二噁英模拟物氯苯的影响,选择和调控多元过渡金属氧化物各组成的比率,减少钒的含量,优化并制备高性能的低钒含量脱硝、脱二噁英催化剂。利用原料的干湿混合捏合,真空炼泥,挤压成型等工艺制备低钒含量,高低温活性的成型蜂窝状催化剂。制备得到VOx-MnOx/TiO2体系蜂窝状催化剂(如图所示),其在低温范围(150~300 ℃)内分别具有高的选择性催化还原NOx和催化氧化二噁英的活性。


  前期研制的成型蜂窝状催化剂

  与本项目直接相关的研究成果已申请发明专利4项,其中授权专利3项,发表论文7篇。项目目前处于中试阶段。

五、应用领域:新材料、节能环保
  目前商业化的SCR催化剂大部分为以V2O5为活性组分的催化剂体系,但是V2O5不仅具有毒性,损害人体健康。此外,目前成熟的催化剂均为中温(300~450℃)催化剂,这就需要将SCR系统安装在脱硫除尘装置之前以利用烟气的热量,或者给烟气进行二次加热以达到高的催化活性所需要的温度。但是SCR装置安装在脱硫除尘装置之前,SO2及烟气中K、Na等微量元素会引起催化剂中毒,而将其安装在脱硫除尘装置之后,对烟气的二次加热又增加了能耗和脱硝、脱二噁英成本。因此本项目拟开发的低钒含量的低温催化剂既可以弥补目前商业化产品的不足,又将开拓低温脱硝、脱二噁英的市场,具有很大的产业化前景和环境、经济效益。

六、应用前景
   从脱硝、脱二噁英的催化剂工业化应用现状来看,基于过渡金属氧化物催化剂,以及在此基础上添加第三组分过渡金属氧化物和稀土元素的高活性催化剂是目前产业化方面应用的重点,商业化的SCR催化剂大部分为以V2O5为活性组分的催化剂体系,但是V2O5不仅具有毒性,损害人体健康。此外,目前成熟的催化剂均为中温(300~450℃)催化剂,这就需要将SCR系统安装在脱硫除尘装置之前以利用烟气的热量,或者给烟气进行二次加热以达到高的催化活性所需要的温度。但是SCR装置安装在脱硫除尘装置之前,SO2及烟气中K、Na等微量元素会引起催化剂中毒,而将其安装在脱硫除尘装置之后,对烟气的二次加热又增加了能耗和脱硝、脱二噁英成本。因此本项目拟开发的低钒含量的低温催化剂既可以弥补目前商业化产品的不足,又将开拓低温脱硝、脱二噁英的市场,具有很大的产业化前景和环境、经济效益。
 
七、项目规模
初始装置规模:微型催化反应装置、箱式电阻炉、真空练泥机、油压机、混合风机
 
 
联系人:张老师
联系电话:15202744207  15202744206

(责任编辑:admin)
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