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国际海事组织对船舶柴油机 NOx排放限值要求日益严格,TierⅢ的NOx排放限值要在 TierⅠ的基础上降低80%,目前 SCR技术(选择性催化还原技术)是公认的能满足 TierⅢ排放限值要求的氮氧化物脱除技术。传统的商用钒钛系 SCR催化剂应用在船舶柴油机上存在诸多问题,最主要的就是尾气中的黏性粒子附着在催化剂表面而造成的催化剂的失活问题。在现有船用 SCR系统上增加催化剂原位限氧控温烧炭再生系统可以有效解决催化剂积炭失活问题,而目前工程上采用的高钒(V2O5>3wt.%)含量的钒钛系商用催化剂不能满足高温(>600℃)烧炭的要求,因此,必须专门开发适合高温烧炭再生的船用 SCR催化剂。本文针对这一特殊问题,研究制备了一系列 SCR催化剂,并在自制的微型反应平台上进行催化剂的脱硝活性、抗中毒性能以及高温热稳定性测试评价,得出主要结论如下: (1)制备出了一类高脱硝活性、低污染性、优异热稳定性的铈锆基 SCR催化剂。以Ce-Zr固溶体为载体,负载低钒含量(≤1wt.%)的钒钨活性组分的催化剂。考察了Ce/Zr质量比、V/W质量比、空速、载体种类等对催化剂脱硝活性的影响,结果表明催化剂在超高空速(300000h-1)下具有优异的脱硝性能,温度窗口为250℃~450℃的脱硝活性达到100%。 (2)铈锆基 SCR催化剂具备一定的抗水、抗硫中毒能力。研究结果表明,单独通入10%(v/v)的H2O或者1000ppm的SO2气体,对催化剂的脱硝活性具有较小的影响,同时通入10%(v/v)的H2O和1000ppm的SO2气体,催化剂的脱硝活性呈先下降后平稳的趋势,350℃下,反应进行到130min后催化剂的脱硝效率下降到75.9%,停止通气后活性恢复到98%。 (3)铈锆基 SCR催化剂具有较好的高温热稳定性。通过对催化剂进行700℃的保温测试,考察保温时间、保温气氛等条件对催化剂活性的影响,实验结果表明,保温时间超过30h后,在300℃下进行脱硝活性测试,仍具有90.36%以上的脱硝活性。