铁钨复合氧化物SCR脱硝催化剂

氮氧化物(NOx)是造成酸雨和光化学烟雾的主要污染物,其排放主要来自固定源如燃煤锅炉、工业炉窑和移动源如机动车尾气的排放。随着我国环境保护政策的强化,减排的标准不断提升,经济运行。

选择性催化还原(SCR)是在氧气存在的条下,还原剂优先与烟气中NOx反应生成氮气(N2)的催化过程。采用NH3作为还原剂的SCR技术对NOx的脱除效率可达到80~90%,脱硝效率最高,同时也是目前国际公认的最主流、最成熟、应用最为广泛的商业化脱硝技术。

铁钨复合氧化物SCR脱硝催化剂图片

催化剂是SCR技术的核心,目前广泛应用的SCR催化剂是以氧化钛为载体的钨钒钛催化剂。然而,商业钒钛催化剂虽具有较高的脱硝活性和较好的抗水抗硫性能,但其中的活性组分V2O5具有毒性,会对环境造成二次污染,而且反应活性温度窗口较窄,高温段N2选择性较差。是科学家们最想淘汰的材料。

关于新型SCR脱硝催化剂的研发,国内外研究者对此做了大量的工作。例如,铁基催化剂具有良好的氧化还原性能,其来源广泛,无毒,价格低廉,受到国内外研究者的关注,被认为是极具有潜力的NH3-SCR催化剂。但铁基催化剂通常脱硝活性温度偏高,抗水抗硫和热稳定性差,制备工艺复杂,限制了其大规模工业应用。氧化钨常作为催化剂助剂添加在SCR催化剂当中,钨的加入不仅可以增加催化剂的表面酸性,提高催化剂的活性,并能提高催化剂的热稳定性。因此,将Fe的氧化还原性能与W所提供的表面酸性相结合,有望得到具有高活性的SCR脱硝催化剂。

制备铁钨复合物的过程包括:

(1)将钨的可溶性盐用水溶解,配成溶液,备用;将铁的可溶性盐和抗坏血酸用水溶解,配成溶液,备用;

(2)取上述含钨溶液,保持其温度在25-40℃,然后在搅拌下向其中缓慢滴加上述含铁溶液,滴加过程中保持混合溶液的pH在6-10范围,滴加完毕后,保持pH继续搅拌老化,使铁离子沉淀完全;

(3)将步骤(2)的沉淀洗涤,烘干,烘干后的样品磨成粉,在450-550℃焙烧,得片花状结构的铁钨复合氧化物。

铁钨复合氧化物可以作为除去固定源烟道气、柴油车尾气和贫燃汽油机尾气中氮氧化物的SCR脱硝催化剂,其催化活性高,在225-450℃催化效果均很好,催化温度范围宽,性能优异。