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改性蒙脱石负载V2O5脱除气态Hg0的性能研究OACSTPCD

Performance of removal of vapor-phase Hg0 over V2O5/MMT catalyst

中文摘要英文摘要

针对燃煤烟气汞排放污染问题,通过将 V2O5 负载到经 H2SO4 改性后的蒙脱石(montmorillonite,MMT)制备的V2O5/MMT催化剂用于脱除燃煤烟气中的汞,希望结合活性组分V2O5 的催化氧化活性和载体改性后MMT的吸附性能实现燃煤烟气中汞的经济高效脱除.研究了V2O5/MMT催化剂脱除 Hg0 的性能及脱除 Hg0 后V2O5/MMT催化剂的再生性能,考察了H2SO4 改性、催化剂制备条件、V2O5 负载量、反应温度、烟气成分(O2,SO2,NO,H2O(g))、再生条件等对V2O5/MMT催化剂脱除 Hg0 的影响,采用 XRD,BET,SEM-EDS,XPS 和 TPD 等方法对脱除 Hg0 前后的V2O5/MMT催化剂进行了分析表征.结果表明:V2O5/MMT 催化剂具有良好的脱除 Hg0 的能力,这主要是由于 V2O5/MMT 催化剂结合了 V2O5 的催化氧化活性和改性后MMT的吸附性能;3%V2O5/MMT 催化剂(V2O5 质量分数为 3%)在反应温度为 150℃、体积空速为 6000/h条件下,对 Hg0 的脱除效率达到 98%以上;O2 和 NO 对 V2O5/MMT 催化剂脱除Hg0 具有促进作用,SO2 对V2O5/MMT催化剂脱除 Hg0 具有一定的促进作用,H2O(g)对 V2O5/MMT催化剂脱除 Hg0 具有抑制作用;XRD和BET表征发现 H2SO4 改性可使MMT的比表面积增大,但层间距下降;SEM-EDS 分析显示 V2O5/MMT 催化剂具有良好的孔隙结构,活性组分V2O5 均匀分布在载体MMT表面;XPS和TPD表征证实 Hg0 在V2O5/MMT催化剂上被氧化生成了 HgO 和 HgSO4 并吸附在V2O5/MMT催化剂上;脱除 Hg0 后的V2O5/MMT催化剂具有良好的再生性能.

In order to solve the pollution problem of mercury emission from coal-fired flue gas,V2O5/MMT catalyst was prepared by loading V2O5 onto montmorillonite(MMT)modified by H2SO4 and used to remove mercury from coal-fired flue gas.The V2O5/MMT catalyst,which combined the catalytic oxidation activity of V2O5 and the adsorption performance of modified MMT,was expected to remove mercury cost-effectively.Its Hg0 removal capability in simulated flue gas and regeneration performance after Hg0 removal were studied.Meanwhile,the effects of H2SO4 modification,preparation condition,V2O5 loading amount,reaction temperature,flue gas components(O2,SO2,NO,H2O(g))and regeneration condition on Hg0 removal by V2O5/MMT were investigated.The V2O5/MMT catalysts before and after Hg0 removal were charac-terized by XRD,BET,SEM-EDS,XPS and TPD.The results indicate that V2O5/MMT cata-lyst has a good Hg0 removal capability,which is mainly due to the co-effect between catalytic oxi-dation activity of V2O5 and adsorption ability of modified MMT.Hg0 removal efficiency by 3%V2O5/MMT catalyst(3%V2O5 loading)is over 98%at 150℃ with a space velocity of 6000 h-1.O2 and NO have promoting effects on Hg0 removal by V2O5/MMT catalyst,SO2 has a slight promotion effect,while H2O has an inhibitory effect.The results of XRD and BET show that the specific surface area of MMT increases by H2SO4 modification,but the interlayer spacing decreases.SEM-EDS results indicate that the V2O5/MMT catalyst has a good pore structure,and the active component V2O5 distributes well on the surface of MMT support.The results of XPS and TPD confirme that Hg0 is oxidized to form HgO and HgSO4 on V2O5/MMT catalyst,which are then adsorbed on V2O5/MMT catalyst.V2O5/MMT catalyst has good regeneration performance after Hg0 removal.

杨森;张楠;魏坤;王沙;陆克平;王钧伟;张先龙

中国石油化工股份有限公司安庆分公司发展规划部,246002 安徽安庆安庆师范大学化学化工学院,246011 安徽安庆中国石油化工股份有限公司安庆分公司质管中心, 246002 安徽安庆合肥工业大学化学与化工学院,230009 合肥

化学

蒙脱石V2O5催化剂汞烟气

montmorilloniteV2O5catalystmercuryflue gas

《煤炭转化》 2024 (001)

改性凹凸棒石负载金属氧化物催化剂的制备及其用于烟气脱汞的研究

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国家自然科学基金项目(21203003)、安徽省自然科学基金项目(1708085MB49)、安徽省高校学科(专业)拔尖人才学术资助项目(gxbjZD2021062)和安徽省高校优秀科研创新团队(2022AH010062).

10.19726/j.cnki.ebcc.202401011

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