D0I:10.13374.issn1001-053x.2012.10.013 第34卷第10期 北京科技大学学报 Vol.34 No.10 2012年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2012 改性活性炭纤维负载锰铈复合氧化物低温选择性催化 还原脱硝 张东辉)区 王卓晖2》宋存义” 梁宝瑞” 1)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000832)中煤焦化控股有限责任公司，北京100011 ☒通信作者，E-mail:muzdh@139.com 摘要采用Ce-MnO,/ACFN对烟气进行低温选择性催化还原脱硝实验，分别考察了活性炭纤维(ACF)改性、Ce-MnO,负载 量和Ce/Mn摩尔比以及操作条件对脱硝效率的影响.在70-1l0℃条件下，Ce-MnO,/ACFN作为选择性催化还原脱硝的催化 剂具有良好的活性，其脱硝效率随烟气温度升高而升高。催化剂载体活性炭纤维经硝酸改性后脱硝效率有明显提高。随着 Ce-MnO,负载量增加和Ce/Mn摩尔比增加，脱硝效率先升高后降低.随着入口烟气NH,/NO摩尔比增加，脱硝效率先升高后 趋于稳定.当入口烟气中水蒸气体积分数大于8%时，脱硝效率随其增加而降低 关键词选择性催化还原：烟气：脱硝：锰铈复合氧化物：活性炭纤维：改性 分类号X701.3:0643.3 Low-temperature SCR denitrification with manganese-cerium composite oxide supported on modified ACF ZHANG Dong-hui,WANG Zhuo-hui,SONG Cun-yi,LIANG Bao-rui 1)School of Civil and Environmental Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)China Coal Coke Holdings Limited,Beijing 100011,China XCorresponding author,E-mail:muzdh@139.com ABSTRACT The low-temperature selective catalytic reduction (SCR)denitrification of a flue gas was carried out with Ce-MnO,/ ACFN.The denitrification efficiencies were studied by modifying the activated carbon fibers (ACF)and changing the Ce-MnO,loading capacity,Ce/Mn molar ratio and operating conditions respectively.Ce-MnO,/ACFN as a SCR denitrification catalyst has good activity at 70-110C.The denitrification efficiency increases with rising temperature,and it improves obviously after the ACF is modified by nitric acid.With the increasing of Ce-MnO,loading capacity and Ce/Mn molar ratio,the denitrification efficiency increases firstly and then decreases:but with the increasing of NH,/NO molar ratio in the inlet flue gas,it increases firstly and then tends to be stable. When the volume fraction of vapor in the inlet flue gas is above 8%the denitrification efficiency decreases with the vapor volume fraction increasing. KEY WORDS selective catalytic reduction (SCR);flue gases:denitrification:manganese-cerium composite oxide:activated carbon fiber (ACF);modification 以NH,为还原剂的选择性催化还原法(selective 种技术也难以与之匹配回 catalytic reduction,SCR)是电厂烟气脱硝的有效方 国内外报道显示过渡金属中Mn的氧化物在低 法之一，并己工程化.目前普遍使用的商用催化剂 温SCR中有很好的活性)：研究表明Ce由于存在 体系为钒系催化剂，是由V,0,T0,添加一定量 多种价态，能在催化反应中起到传递电子、离子和贮 MoO或W0,构成-.由于催化剂活性温度窗口在 氧的作用，作为助剂添加能够大幅提高催化剂的低 350~400℃，为此SCR装置须安装在空气预热器之 温SCR活性6-)；活性炭纤维(activated carbon 前，一方面烟气中的高硫高粉尘对于催化剂的活性 ber,ACF)作为催化剂以及其他催化剂的载体得到 和寿命都会产生极大的影响，另一方面我国现有锅 广泛的研究)，它具有较高的比表面积和丰富的 炉省煤器、空气预热器和锅炉一般是一体的，因此这 微孔结构和表面基团，可以为SCR过程中气体与催 收稿日期：201108-26第 34 卷 第 10 期 2012 年 10 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 10 Oct． 2012 改性活性炭纤维负载锰铈复合氧化物低温选择性催化 还原脱硝 张东辉1) ! 王卓晖2) 宋存义1) 梁宝瑞1) 1) 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083 2) 中煤焦化控股有限责任公司，北京 100011 !通信作者，E-mail: muzdh@ 139． com 摘 要 采用 Ce--MnOx /ACFN 对烟气进行低温选择性催化还原脱硝实验，分别考察了活性炭纤维( ACF) 改性、Ce--MnOx负载 量和 Ce /Mn 摩尔比以及操作条件对脱硝效率的影响． 在 70 ～ 110 ℃条件下，Ce--MnOx /ACFN 作为选择性催化还原脱硝的催化 剂具有良好的活性，其脱硝效率随烟气温度升高而升高． 催化剂载体活性炭纤维经硝酸改性后脱硝效率有明显提高． 随着 Ce--MnOx负载量增加和 Ce /Mn 摩尔比增加，脱硝效率先升高后降低． 随着入口烟气 NH3 /NO 摩尔比增加，脱硝效率先升高后 趋于稳定． 当入口烟气中水蒸气体积分数大于 8% 时，脱硝效率随其增加而降低． 关键词 选择性催化还原; 烟气; 脱硝; 锰铈复合氧化物; 活性炭纤维; 改性 分类号 X701. 3; O643. 3 Low-temperature SCR denitrification with manganese-cerium composite oxide supported on modified ACF ZHANG Dong-hui 1) !，WANG Zhuo-hui 2) ，SONG Cun-yi 1) ，LIANG Bao-rui 1) 1) School of Civil and Environmental Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) China Coal ＆ Coke Holdings Limited，Beijing 100011，China !Corresponding author，E-mail: muzdh@ 139． com ABSTRACT The low-temperature selective catalytic reduction ( SCR) denitrification of a flue gas was carried out with Ce-MnOx / ACFN． The denitrification efficiencies were studied by modifying the activated carbon fibers ( ACF) and changing the Ce-MnOx loading capacity，Ce /Mn molar ratio and operating conditions respectively． Ce-MnOx /ACFN as a SCR denitrification catalyst has good activity at 70 － 110 ℃ ． The denitrification efficiency increases with rising temperature，and it improves obviously after the ACF is modified by nitric acid． With the increasing of Ce-MnOx loading capacity and Ce /Mn molar ratio，the denitrification efficiency increases firstly and then decreases; but with the increasing of NH3 /NO molar ratio in the inlet flue gas，it increases firstly and then tends to be stable． When the volume fraction of vapor in the inlet flue gas is above 8% the denitrification efficiency decreases with the vapor volume fraction increasing． KEY WORDS selective catalytic reduction ( SCR) ; flue gases; denitrification; manganese-cerium composite oxide; activated carbon fiber ( ACF) ; modification 收稿日期: 2011--08--26 以 NH3为还原剂的选择性催化还原法( selective catalytic reduction，SCR) 是电厂烟气脱硝的有效方 法之一，并已工程化． 目前普遍使用的商用催化剂 体系 为 钒 系 催 化 剂，是 由 V2O5 /TiO2添 加 一 定 量 MoO3或 WO3构成［1--2］． 由于催化剂活性温度窗口在 350 ～ 400 ℃，为此 SCR 装置须安装在空气预热器之 前，一方面烟气中的高硫高粉尘对于催化剂的活性 和寿命都会产生极大的影响，另一方面我国现有锅 炉省煤器、空气预热器和锅炉一般是一体的，因此这 种技术也难以与之匹配［3］． 国内外报道显示过渡金属中 Mn 的氧化物在低 温 SCR 中有很好的活性［4--5］; 研究表明 Ce 由于存在 多种价态，能在催化反应中起到传递电子、离子和贮 氧的作用，作为助剂添加能够大幅提高催化剂的低 温 SCR 活 性［6--7］; 活 性 炭 纤 维 ( activated carbon fiber，ACF) 作为催化剂以及其他催化剂的载体得到 广泛的研究［8--9］，它具有较高的比表面积和丰富的 微孔结构和表面基团，可以为 SCR 过程中气体与催 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.10.013