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随着人们对大气污染问题的日益重视,工业氮氧化物排放标准日趋完善,近年来焦化烟气的脱硝问题受到了广泛关注。选择性催化还原(SCR)脱硝工艺是工业上较为成熟的氮氧化物控制技术,但焦化烟气具有温度低、成分复杂等特点,目前商用的SCR催化剂难以应用于焦化烟气脱硝。针对焦化烟气的实际特点,本研究提出对常规SCR催化剂进行改性,以提高催化剂在中低温条件下的脱硝性能。首先,参考常规SCR催化剂的元素构成,选用纳米TiO2粉末P25作为载体,采用浸渍法制备一系列的V/Ce-Ti催化剂,考察催化剂的中低温脱硝和抗硫性能。结果表明,4V10Ce-Ti催化剂具有最高的脱硝效率,在250℃时脱硝效率达到99%;空速越低、氧浓度越高且氨氮比越接近1,催化剂的脱硝效率越高;制备方法会影响催化剂的脱硝效率。对催化剂抗硫性能的研究表明,SO2会在一定程度上对催化剂的脱硝效率造成影响,250℃时,4V-Ti和4V10Ce-Ti催化剂均具有良好的抗硫性能。进一步通过掺杂其他元素(Br、Fe、Cu等)对催化剂加以改性,结果表明,在4V-Ti催化剂上添加Br能提高催化剂的脱硝效率,Br的最佳制备掺杂比例为5%;4V5Br-Ti催化剂在有SO2的情况下仍能长时间保持较高的脱硝效率,具有良好的抗硫性能;掺杂元素的前驱物会影响催化剂的脱硝性能;Ce的存在会降低催化剂在200℃条件下的抗硫性能,SO42-也会降低催化剂的抗硫性能。XRD和BET测试结果表明,V和Ce的添加没有明显改变催化剂的晶型,但降低了催化剂的比表面积和平均孔径。XPS结果显示,通入SO2后催化剂表面有硫酸氢铵生成,同时V5+的含量减少,以上因素导致了催化剂活性的降低;Br能减缓催化剂表面硫酸盐的生成。H2-TPR结果表明,负载在载体Ti02上之后,V与Ti02之间可能存在相互作用;在V和Ce的共同作用下,催化剂的氧化还原性能得到提升。从瞬态动力学和稳态动力学的角度对催化剂进行反应动力学研究。结果表明,在4V5Br-Ti催化剂上进行的SCR反应机制是吸附态的NH3与气态或弱吸附态的NO发生反应。在实验条件下,4V5Br-Ti催化剂的NH3、02、NO反应级数分别为0、0.5、1级。4V5Br-Ti催化剂SCR表观反应活化能为35.4 kJ/mol,低于目前商用的钒钛基脱硝催化剂。通过本文的实验研究和机理分析,4V5Br-Ti催化剂具有良好的脱硝和抗硫性能,具有潜在的实际应用价值。