1 活性粉體制備
大量研究表明,硫酸法制得的納米銳鈦礦Ti O2更適用于催化劑載體。因此本文選用國內兩個不同特點的的鈦鎢粉(W/T(A)和W/T(B)),進行試驗。按釩含量0.5%wt(以V計),稱取一定量偏釩酸銨與草酸溶解,將鈦鎢粉放入,捏合30min;將其放入烘箱,100℃下干燥2h。再用馬弗爐煅燒(350℃,保溫4h)。再分別按釩含量1.0%wt、1.5%wt、2.0%wt、2.5%wt、3.0%wt(以V質量計),煅燒溫度450℃和550℃重復上述步驟。然后將煅燒后的物料制成300目以下的顆粒,用超音速氣流粉碎機將顆粒粉磨至微米級,制得催化劑活性粉體材料。
2 結果與分析
2.1 不同特性鈦鎢粉對催化劑粉體的影響
通過對W/T(A)、W/T(B)兩種鈦鎢粉化學成分、粒徑、比表面積、團聚狀態、微觀結構等方面分析發現,在鈦鎢粉的平均粒徑和比表面積近似的情況下,由于W/T(A)粉末的粒度正態分布更集中,不易團聚,且對溶液的吸附能力更好(可以達到1:1.3),因此樣品制備過程中更加順利,制備得到的催化劑活性粉體的粒徑更細更均勻。
2.2 不同釩含量對催化劑活性的影響
不同釩含量(以V質量計)催化劑活性粉體樣品樣品進行脫硝率、SO2/SO3轉化率檢測。
從上圖可知,V1~V4樣品的脫硝效率隨著釩含量的增加呈上升趨勢,250℃以下活性增加更明顯,但當釩含量達到2%wt之后,其脫硝效率反而出現下降。在SO2轉化率測試中,當釩含量達到2%wt時,其SO2轉化率最低,釩含量3.0%wt時SO2轉化率最高。這一現象是因為隨著V2O5含量的增加,催化劑活性位增加,粉體活性同時提高。但V2O5的負載量過高時,V2O5便不再以無定形態分布,而會出現V2O5結晶,形成孤立的V2O5,不僅堵塞Ti O2微孔,使催化劑的活性降低,而且使氧化SO2的能力升高,造成SO2/SO3轉化率升高明顯。
2.3 不同煅燒溫度對催化劑活性的影響
對釩含量2%wt的催化劑粉體研究發現,在350℃、450℃和550℃煅燒的樣品外觀顏色逐漸加深,粉磨性能變差,粉體的粒徑變粗。
通過SEM檢測,350℃、450℃和550℃煅燒的樣品微觀結構無明顯區別。這與銳鈦礦Ti O2在600℃以下不會發生明顯晶型轉變是一致的。將不同溫度煅燒的催化劑樣品在350℃反應溫度下進行脫硝率檢測,其檢測結果如下(表1)。
從上表看出,350℃-550℃煅燒的樣品活性均很高,但550℃下煅燒的樣品其脫硝率略有降低。說明450℃是理想的煅燒溫度,隨著溫度超過500℃,Ti O2開始緩慢出現銳鈦礦晶型轉變為金紅石晶型,但速度還很慢,對催化劑活性沒有明顯的影響,只有煅燒溫度超過600℃左右時,才會出現顯著的晶型轉變和比表面積減小。
3 結語
在催化劑活性粉體的制備工藝中,選用比表面積大,粒度分布均勻,不易團聚,溶液吸附量較大的鈦鎢粉,不僅更有利于加工,而且可以提高粉體的性能指標,當釩含量2%wt,煅燒溫度為450℃時,制得的催化劑活性粉體的加工性能更好,脫硝率更高,SO2/SO3轉化率最低。
摘要：采用粉末浸漬法制備了一系列V-W/Ti催化劑活性粉體,通過對不同脫硝鈦白載體、不同釩含量及不同煅燒溫度的研究,發現比表面積大,粒度分布均勻,不易團聚,溶液吸附量的鈦鎢粉更適合V-W/Ti催化劑活性粉體制備工藝,且當釩含量2%wt,煅燒溫度為450℃時,制得的催化劑活性粉體的加工性能更好,脫硝率更高,SO2/SO3轉化率最低。
關鍵詞：脫硝,V-W/Ti,活性,粉體
參考文獻
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