WO3/TiO2-ZrO2催化劑的高溫脫硝性能

陸 強(qiáng)，王 磊，藺卓瑋，馬 帥，李文艷，楊少霞，董長(zhǎng)青

(華北電力大學(xué) 生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 102206)

?

WO3/TiO2-ZrO2催化劑的高溫脫硝性能

陸 強(qiáng)，王 磊，藺卓瑋，馬 帥，李文艷，楊少霞，董長(zhǎng)青

(華北電力大學(xué) 生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 102206)

以復(fù)合氧化物TiO2-ZrO2為載體、WO3為活性組分，制備了適用于高溫?zé)煔?500 ℃以上)脫硝的WO3/TiO2-ZrO2型SCR脫硝催化劑，對(duì)催化劑進(jìn)行了XRD表征，并考察了復(fù)合載體的組成、WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)和高溫焙燒處理對(duì)催化劑脫硝性能的影響.結(jié)果表明：WO3/TiO2-ZrO2催化劑具有很好的熱穩(wěn)定性，經(jīng)800 ℃高溫處理后晶相結(jié)構(gòu)保持不變且脫硝效率僅有微弱下降； WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、鈦鋯比為7∶3和0∶10的2種催化劑具有較好的脫硝性能，能夠適用于高溫脫硝反應(yīng).

高溫SCR脫硝； 催化劑； WO3； TiO2-ZrO2

Performance of WO3/TiO2-ZrO2Catalysts for

氨法選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的脫硝方法，該技術(shù)的核心是SCR脫硝催化劑[1].工業(yè)上應(yīng)用最多的商業(yè)催化劑是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，該催化劑操作溫度窗口較窄(300～400 ℃)，并不適用于垃圾焚燒爐、燃?xì)廨啓C(jī)等排放的高溫?zé)煔?500 ℃以上)脫硝[2].這是由于高溫下該釩鈦體系催化劑容易發(fā)生燒結(jié)、TiO2晶型轉(zhuǎn)變等變化而導(dǎo)致脫硝活性下降，而且V2O5在高溫條件下還會(huì)導(dǎo)致N2O的生成[3],因此為滿足高溫?zé)煔獾呐欧乓螅栝_(kāi)發(fā)新型高溫SCR脫硝催化劑.

鑒于TiO2載體和V2O5活性組分難以應(yīng)用于高溫?zé)煔鈼l件，需要探索并篩選新型的高溫催化劑載體和活性組分.與熱穩(wěn)定性差的單一TiO2載體相比，基于TiO2的TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物不僅能保留單一氧化物的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有更好的熱穩(wěn)定性[4-5]，因此已被作為多種催化劑載體[6-9].此外，通過(guò)大量的探索實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，WO3在高溫?zé)煔鈼l件下具有優(yōu)良的脫硝性能[10-11]，同時(shí)還具有熱穩(wěn)定性好、耐SO2和HCl腐蝕等優(yōu)點(diǎn)[12].因此，筆者以復(fù)合氧化物TiO2-ZrO2為載體、WO3為活性組分，采用等體積浸漬法制備了WO3/TiO2-ZrO2型高溫SCR脫硝催化劑，并對(duì)其進(jìn)行表征和性能評(píng)價(jià)，獲得了可用于500 ℃以上高溫?zé)煔獾陌狈⊿CR脫硝催化劑.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 催化劑的制備

1.1.1 TiO2-ZrO2載體的制備

以TiCl4和ZrOCl2·8H2O為原料，采用共沉淀法制備TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物[13]，具體步驟如下：配置0.5 mol/L的ZrOCl2水溶液備用；采用冰水浴并在劇烈攪拌的情況下，將一定量的TiCl4滴入去離子水中，得到0.5 mol/L的TiCl4溶液；將上述2種溶液按照一定的比例混合，然后緩慢滴加氨水直至pH值為7并在室溫下老化24 h，而后經(jīng)抽濾、110 ℃干燥24 h、550 ℃焙燒2 h后即得TiO2-ZrO2(a∶b)復(fù)合氧化物，其中a∶b為鈦鋯質(zhì)量比(以下簡(jiǎn)稱鈦鋯比)，本實(shí)驗(yàn)中共制備了11種不同鈦鋯比的TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物，分別為0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1和10∶0.

1.1.2 WO3/TiO2-ZrO2催化劑的制備

以上述TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物粉末為載體，偏鎢酸銨為活性組分WO3的前驅(qū)物，采用等體積浸漬法將適量的偏鎢酸銨溶液加到TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物粉末中，在室溫下靜置24 h，而后在110 ℃下干燥24 h、650 ℃焙燒2 h后獲得y%WO3/TiO2-ZrO2(a∶b)催化劑，其中y%為WO3在催化劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，本實(shí)驗(yàn)中共制備了5種不同WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑，分別為5%、10%、15%、20%和25%.

1.1.3 催化劑的高溫處理

將上述制備的催化劑置于馬弗爐中在800 ℃下焙燒16 h，制得高溫處理的催化劑，記為y%WO3/TiO2-ZrO2(a∶b)(800 ℃).

1.2 催化劑的表征

X射線衍射(XRD)分析采用日本理學(xué)公司D/max-IIIA型全自動(dòng)X射線衍射儀，測(cè)試條件為輻射源CuKα，波長(zhǎng)為0.154 06 nm，工作條件為30 kV/30 mA，在10°～90°內(nèi)掃描速度為8°/min.

1.3 催化劑活性評(píng)價(jià)

催化劑經(jīng)研磨、篩分得到粒徑為0.18～0.25 mm的顆粒，在固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行脫硝性能評(píng)價(jià).固定床反應(yīng)器為內(nèi)徑2.8 cm的石英管，由立式電阻爐和插入反應(yīng)床內(nèi)部的熱電偶控制反應(yīng)溫度，模擬煙氣由NO/N2、NH3/N2、SO2/N2、O2/N2和N2配制，質(zhì)量流量計(jì)控制各氣體流量，蠕動(dòng)泵控制水蒸氣量.煙氣組成包括：NH3(284 mg/m3)、NO(500 mg/m3)、O2(體積分?jǐn)?shù)3%)、SO2(500 mg/m3)和H2O(體積分?jǐn)?shù)10%)，氨氮比為1.0.

脫硝效率δ(NOx)定義為

(1)

式中：ρ(NOx)IN、ρ(NOx)OUT分別為固定床反應(yīng)器進(jìn)、出口模擬煙氣中的NOx質(zhì)量濃度.

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的表征

基于不同鈦鋯比的新鮮20%WO3/TiO2-ZrO2催化劑的XRD譜圖如圖1所示.從圖1可以看出，所有催化劑中都沒(méi)有出現(xiàn)WO3的衍射峰，說(shuō)明WO3在催化劑表面有良好的分散性.對(duì)于新鮮20%WO3/TiO2催化劑，TiO2主要以金紅石型存在，這是由于本研究中各催化劑都是在650 ℃焙燒獲得的，高溫使得TiO2晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石型，也直接說(shuō)明了常規(guī)的釩鈦體系催化劑難以用于高溫?zé)煔饷撓?而當(dāng)采用TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物為載體時(shí)，對(duì)于鈦鋯比為9∶1、8∶2、7∶3和6∶4的20%WO3/TiO2-ZrO2催化劑中均只能檢測(cè)到銳鈦礦型TiO2晶相，沒(méi)有金紅石型TiO2晶相，這說(shuō)明ZrO2的存在能夠抑制銳鈦礦型TiO2向金紅石型TiO2的轉(zhuǎn)化[8,14]，從而使催化劑具有良好的熱穩(wěn)定性.此時(shí)，隨著鈦鋯比的降低，TiO2晶相逐漸減少；在鈦鋯比為9∶1和8∶2的催化劑中，只能檢測(cè)到TiO2晶相；而在鈦鋯比為7∶3和6∶4的催化劑中，除了TiO2晶相，還能檢測(cè)到ZrTiO4晶相.隨著鈦鋯比的進(jìn)一步降低(從5∶5降至3∶7)，催化劑主要以ZrTiO4晶相存在，檢測(cè)不到TiO2和ZrO2晶相，這是由于少量的TiO2和ZrO2可高度分散在ZrTiO4表面[5,15].而隨著鈦鋯比的繼續(xù)降低(從2∶8降至0∶10)，催化劑中只能檢測(cè)到穩(wěn)定的單斜相ZrO2晶相，且逐漸增加.

圖1 新鮮催化劑的XRD譜圖Fig.1 XRD patterns of fresh catalysts

為了進(jìn)一步考察20%WO3/TiO2-ZrO2催化劑的熱穩(wěn)定性，對(duì)各新鮮催化劑在800 ℃下進(jìn)行處理，高溫處理后部分催化劑的XRD譜圖如圖2所示.由圖2可知，20%WO3/ZrO2、20%WO3/TiO2-ZrO2(1∶9)催化劑中單斜相ZrO2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；20%WO3/TiO2-ZrO2(3∶7)催化劑中ZrTiO4晶相也穩(wěn)定存在[8]；20%WO3/TiO2-ZrO2(5∶5)催化劑中除ZrTiO4外，出現(xiàn)了銳鈦礦型TiO2晶相；20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑中TiO2晶相逐漸增多，但仍未出現(xiàn)金紅石型TiO2.當(dāng)鈦鋯比高至9∶1時(shí)，20%WO3/TiO2-ZrO2(9∶1)催化劑熱穩(wěn)定性變差，開(kāi)始出現(xiàn)少量的金紅石型TiO2；而20%WO3/TiO2催化劑中TiO2則是完全轉(zhuǎn)化為金紅石型.上述結(jié)果表明當(dāng)ZrO2存在時(shí)，銳鈦礦型TiO2的穩(wěn)定性可大幅提高，也進(jìn)一步證實(shí)了20%WO3/TiO2-ZrO2催化劑具有很好的熱穩(wěn)定性.

圖2 高溫處理后催化劑的XRD譜圖Fig.2 XRD patterns of catalysts sintered at high temperatures

2.2 WO3/TiO2-ZrO2催化劑組成對(duì)脫硝性能的影響

2.2.1 鈦鋯比對(duì)催化劑活性的影響

圖3給出了不同鈦鋯比下20%WO3/TiO2-ZrO2催化劑的脫硝性能.由圖3可知，以單一TiO2和ZrO2為載體的新鮮催化劑，即20%WO3/ZrO2和20%WO3/TiO2催化劑，具有較高的脫硝效率，分別為90.55%和90.89%.對(duì)于基于復(fù)合載體的脫硝催化劑，隨著TiO2-ZrO2載體中鈦鋯比的逐漸升高，新鮮催化劑的脫硝效率先降低后升高，最后再略有降低.其中，20%WO3/TiO2-ZrO2(4∶6)催化劑的脫硝效率最低，僅為31.71%；20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑的脫硝效率可達(dá)93.66%.

圖3 鈦鋯比對(duì)催化劑脫硝效率的影響(反應(yīng)溫度550 ℃，空速30 000 h-1)Fig.3 Effect of TiO2/ZrO2 mass ratio on denitrification efficiency (reaction temperature 550 ℃, space velocity 30 000 h-1)

新鮮催化劑經(jīng)過(guò)800 ℃高溫處理后，脫硝效率均有一定程度的降低，且隨著TiO2-ZrO2載體中鈦鋯比的逐漸升高，脫硝效率降幅逐漸增大.其中20%WO3/ZrO2催化劑由90.55%降至87.76%，20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑由93.66%降至70.30%，而20%WO3/TiO2催化劑的脫硝效率則由90.89%降至17.09%，幾近失活.

綜合考慮催化劑的脫硝性能和耐高溫性能，TiO2-ZrO2(7∶3)和ZrO2為最優(yōu)的2個(gè)高溫脫硝催化劑載體，由此制備的20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑具有最優(yōu)的脫硝性能以及一定的耐高溫性能.而20%WO3/ZrO2催化劑雖然脫硝性能略低于20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑，但耐高溫性能卻更為優(yōu)越.

2.2.2 WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)催化劑活性的影響

WO3作為催化劑的活性組分，對(duì)催化劑的脫硝性能具有重要影響.基于上述篩選獲得的2種最優(yōu)載體，進(jìn)一步考察不同WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)催化劑性能的影響(見(jiàn)圖4).由圖4可知，隨著WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，催化劑脫硝效率提高，當(dāng)WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，2種脫硝催化劑的脫硝效率均基本達(dá)到最大值.因此，選擇WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的2種催化劑為最佳催化劑進(jìn)行后續(xù)研究.

圖4 WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)催化劑脫硝效率的影響(反應(yīng)溫度550 ℃，空速30 000 h-1)Fig.4 Effect of WO3 loadings on denitrification efficiency (reaction temperature 550 ℃, space velocity 30 000 h-1)

2.3 煙氣條件對(duì)催化劑脫硝性能的影響

脫硝反應(yīng)與煙氣條件密切相關(guān).為了深入了解不同煙氣條件下催化劑的適應(yīng)性，研究了溫度、SO2質(zhì)量濃度、空速和NO質(zhì)量濃度等因素對(duì)催化劑反應(yīng)活性的影響.

反應(yīng)溫度對(duì)20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)和20%WO3/ZrO2催化劑脫硝性能的影響如圖5所示.從圖5可以看出，當(dāng)反應(yīng)溫度在500～600 ℃時(shí)，20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑的脫硝效率隨著反應(yīng)溫度的升高緩慢降低，從95.12%降到88.83%；而20%WO3/ZrO2催化劑的脫硝效率從87.97%緩慢上升到90.55%后趨于穩(wěn)定，可以看出20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑在500～575 ℃時(shí)具有較高的脫硝效率，而20%WO3/ZrO2催化劑在600 ℃時(shí)脫硝效率較高.需要指出的是，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中在出口模擬煙氣中能檢測(cè)到少量的N2O，這是高溫下氨氣氧化所致[10].隨著煙氣溫度由500 ℃升至600 ℃，出口N2O質(zhì)量濃度緩慢增加，基于20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑的出口N2O質(zhì)量濃度由4.54 mg/m3增加至5.30 mg/m3，基于20%WO3/ZrO2催化劑的出口N2O質(zhì)量濃度由5.24 mg/m3增加至5.68 mg/m3.

圖5 反應(yīng)溫度對(duì)催化劑脫硝效率的影響(空速30 000 h-1，氨氮比1.0)Fig.5 Effect of reaction temperature on denitrification efficiency (space velocity 30 000 h-1, n(NH3)/n(NO)=1.0)

圖6給出了煙氣中初始SO2質(zhì)量濃度ρ(SO2)分別為0 mg/m3、500 mg/m3和1 000 mg/m3時(shí)催化劑的脫硝效率.由圖6可知，隨著SO2質(zhì)量濃度的增加，2種催化劑脫硝效率逐漸提高，這可能是由于SO2在催化劑表面生成了SO42-，增加了催化劑表面的酸性位，促進(jìn)了NH3的吸附，提高了脫硝效率[16].

圖6 SO2質(zhì)量濃度對(duì)催化劑脫硝效率的影響(反應(yīng)溫度550 ℃，空速30 000 h-1，氨氮比1.0)Fig.6 Effect of SO2 concentration on denitrification efficiency (reaction temperature 550 ℃, space velocity 30 000 h-1, n(NH3)/n(NO)=1.0)

圖7給出了不同空速下催化劑的脫硝效率.由圖7可知，隨著空速的增大，2種催化劑脫硝效率緩慢降低，20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑的脫硝效率由93.66%降到80.12%，20%WO3/ZrO2催化劑的脫硝效率由90.55%降到77.82%.空速對(duì)催化劑反應(yīng)活性的影響主要體現(xiàn)在氣體與催化劑的接觸時(shí)間上，隨著空速的增大，反應(yīng)氣與催化劑接觸時(shí)間變短，使反應(yīng)進(jìn)行不徹底，脫硝效率降低.在550 ℃時(shí)，空速對(duì)2種催化劑脫硝效率的影響均較小，催化劑具有良好的空速適應(yīng)性.

圖7 空速對(duì)催化劑脫硝效率的影響(反應(yīng)溫度550 ℃，氨氮比1.0)Fig.7 Effect of space velocity on denitrification efficiency (reaction temperature 550 ℃, n(NH3)/n(NO)=1.0)

圖8給出了煙氣中初始NO質(zhì)量濃度ρ(NO)分別為500 mg/m3和800 mg/m3時(shí)催化劑的脫硝效率.由圖8可知，增加NO質(zhì)量濃度后，20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑的脫硝效率略有下降，從93.66%降到92.14%，20%WO3/ZrO2催化劑的脫硝效率從90.55%升到91.08%.可見(jiàn)高NO質(zhì)量濃度下2種催化劑均保持較好的脫硝效果，具有較好的NO質(zhì)量濃度適應(yīng)性.

圖8 NO質(zhì)量濃度對(duì)催化劑脫硝效率的影響(反應(yīng)溫度550 ℃，空速30 000 h-1，氨氮比1.0)Fig.8 Effect of NO concentration on denitrification efficiency (reaction temperature 550 ℃, space velocity 30 000 h-1, n(NH3)/n(NO)=1.0)

3 結(jié) 論

針對(duì)高溫?zé)煔饷撓醯募夹g(shù)需求，開(kāi)發(fā)了WO3/TiO2-ZrO2型高溫SCR脫硝催化劑，并篩選獲得了WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)和WO3/ZrO22種最優(yōu)催化劑.2種催化劑在500～600 ℃內(nèi)脫硝效率較高，并具有較好的耐高溫特性；其中20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑的脫硝性能略優(yōu)于20%WO3/ZrO2催化劑，而20%WO3/ZrO2催化劑的耐高溫性能則優(yōu)于20%WO3/TiO2-ZrO2(7∶3)催化劑.2種催化劑在高溫下具有較好的空速適應(yīng)性和NO質(zhì)量濃度適應(yīng)性；此外，煙氣中SO2的存在還能提升催化劑的脫硝性能.

[1] 李德波, 廖永進(jìn), 徐齊勝. 我國(guó)電站鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)服役過(guò)程中的運(yùn)行規(guī)律[J]. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào), 2014, 34(6): 477-481.

LI Debo, LIAO Yongjin, XU Qisheng. Operation status of SCR denitrification system for domestic power boilers[J]. Journal of Chinese Society of Power Engineering, 2014, 34(6): 477-481.

[2] 楊眉, 劉清才, 薛屺, 等. 氣相沉積制備V2O5-WO3/TiO2催化劑及其脫硝性能的研究[J]. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào), 2010, 30(1): 52-55, 62.

YANG Mei, LIU Qingcai, XUE Qi,etal. Preparation of V2O5-WO3/TiO2catalyst by CVD technology and study on its denitrification property[J]. Journal of Chinese Society of Power Engineering, 2010, 30(1): 52-55, 62.

[3] 盤(pán)思偉, 程華, 韋正樂(lè), 等. 釩鈦基SCR脫硝催化劑失活原因分析[J]. 熱力發(fā)電, 2014, 43(1): 90-95.

PAN Siwei, CHENG Hua, WEI Zhengle,etal. Deactivation of vanadium and titanium based SCR catalyst used in coal-fired power plants[J]. Thermal Power Generation, 2014, 43(1): 90-95.

[4] 毛東森, 盧冠忠, 陳慶齡. 鈦鋯復(fù)合氧化物的制備及催化性能的研究[J]. 工業(yè)催化, 2005, 13(4): 1-6.

MAO Dongsen, LU Guanzhong, CHEN Qingling. Preparation and catalytic properties of composite titanium-zirconium oxides[J]. Industrial Catalysis, 2005, 13(4): 1-6.

[5] 毛金龍, 郭勝惠, 彭金輝, 等. 二氧化鋯的相穩(wěn)定及其制備方法[J]. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè), 2008, 40(1): 5-7.

MAO Jinlong, GUO Shenghui, PENG Jinhui,etal. Phase stabilization and preparation methods of zirconia[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2008, 40(1): 5-7.

[6] 李哲, 汪莉, 贠麗, 等. Cr-MnOx/TiO2-ZrO2低溫選擇催化還原NO的活性及抗毒性能[J]. 工程科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 37(8): 1049-1056.

LI Zhe, WANG Li, YUN Li,etal. Activity and antitoxic properties of Cr-MnOx/TiO2-ZrO2for low-temperature selective catalytic reduction of NO[J]. Chinese Journal of Engineering, 2015, 37(8): 1049-1056.

[7] 毛東森, 陳慶齡, 盧冠忠. B2O3/TiO2-ZrO2催化環(huán)己酮肟氣相Beckmann重排反應(yīng)研究Ⅳ.TiO2-ZrO2組成的影響[J]. 催化學(xué)報(bào), 2002, 23(6): 525-529.

MAO Dongsen, CHEN Qingling, LU Guanzhong. Study on vapor-phase beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime over B2O3/TiO2-ZrO2catalyst Ⅳ. effect of composition of TiO2-ZrO2[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2002, 23(6): 525-529.

[8] 毛東森, 盧冠忠, 陳慶齡. 鈦鋯復(fù)合氧化物載體的制備、物化性質(zhì)及在催化反應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 催化學(xué)報(bào), 2004, 25(6): 501-510.

MAO Dongsen, LU Guanzhong, CHEN Qingling. Preparation and physico-chemical properties of titanium-zirconium mixed oxide and its application as a catalyst support[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2004, 25(6): 501-510.

[9] 閆志勇, 胡建飛, 徐鴻. 具有高抗水、抗硫性的CeO2/TiO2-ZrO2催化劑脫硝性能研究[J]. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào), 2011, 31(1): 58-63.

YAN Zhiyong, HU Jianfei, XU Hong. Denitrification property of catalyst CeO2/TiO2-ZrO2with strong hydrothermal stability and sulfur tolerance[J]. Journal of Chinese Society of Power Engineering, 2011, 31(1): 58-63.

[10] KOBAYASHI M, MIYOSHI K. WO3-TiO2monolithic catalysts for high temperature SCR of NO by NH3: influence of preparation method on structural and physico-chemical properties, activity and durability[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2007, 72(3/4): 253/261.

[11] ZHANG He, HAN Jian, NIU Xiaowei,etal. Study of synthesis and catalytic property of WO3/TiO2catalysts for NO reduction at high temperatures[J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2011, 350(1/2): 35-39.

[12] SONG Zhongxian, ZHANG Qiulin, ZHANG Jinhui,etal. Effect of WO3content on the catalytic activity of CeO2-ZrO2-WO3for selective catalytic reduction of NO with NH3[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2015, 43(6): 701-707.

[13] 張延?xùn)|, 李慧遠(yuǎn), 張利民, 等. TiO2-ZrO2復(fù)合氧化物的制備與表征[J]. 硅酸鹽通報(bào), 2008, 27(5): 894-898.

ZHANG Yandong, LI Huiyuan, ZHANG Limin,etal. Preparation and characterization of composite titanium-zirconium oxides[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2008, 27(5): 894-898.

[14] 高巖, 欒濤, 徐宏明, 等. 焙燒溫度對(duì)選擇性催化還原催化劑表征及活性的影響[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2012, 32(增刊1): 143-150.

GAO Yan, LUAN Tao, XU Hongming,etal. Sintering temperature effects on SCR catalyst characterization and catalytic efficiency[J]. Proceedings of the CSEE, 2012, 32(S1): 143-150.

[15] DAS D, MISHRA H K, PARIDA K M,etal. Preparation, physico-chemical characterization and catalytic activity of sulphated ZrO2-TiO2mixed oxides[J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2002, 189(2): 271-282.

[16] 姜燁, 高翔, 吳衛(wèi)紅. H2O和SO2對(duì)V2O5/TiO2催化劑選擇性催化還原煙氣脫硝性能的影響[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2013, 33(20): 28-33.

JIANG Ye, GAO Xiang, WU Weihong. Effects of H2O and SO2on the performance of V2O5/TiO2catalysts for selective catalytic reduction of NO in flue gas[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(20): 28-33.

High Temperature Denitrification

LUQiang,WANGLei,LINZhuowei,MAShuai,LIWenyan,YANGShaoxia,DONGChangqing

(National Engineering Laboratory for Biomass Power Generation Equipment, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

With WO3as the active component and TiO2-ZrO2as the carrier, WO3/TiO2-ZrO2SCR catalysts were prepared for high-temperature (>500 ℃) flue gas denitrification, which were subsequently characterized by XRD. Experiments were performed to reveal the effects of TiO2-ZrO2composition, WO3loading and high-temperature sintering treatment on the activity of above WO3/TiO2-ZrO2catalysts. Results indicate that the WO3/TiO2-ZrO2catalysts are thermally stable, and their crystalline structure would not change after high-temperature treatment at 800 ℃, when the corresponding denitrification efficiency would decrease only a little. The two WO3/TiO2-ZrO2catalysts with 7∶3 or 0∶10 mass ratio of TiO2to ZrO2and with 20% WO3exhibit the best SCR performance, which could be used in high-temperature flue gas denitrification.

high-temperature SCR denitrification; catalyst; WO3; TiO2-ZrO2

2015-11-17

2016-01-07

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2015CB251501)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2015ZZD02)

陸 強(qiáng)(1982-)，男，江蘇江陰人，副教授，博士，研究方向?yàn)楣腆w燃料高效熱轉(zhuǎn)化與鍋爐煙氣污染物治理. 電話(Tel．)：15810867622；E-mail：qianglu@mail.ustc.edu.cn.

1674-7607(2016)11-0901-06

X511

A 學(xué)科分類號(hào)：610.30