Vanadiumipõhine SCR-katalüsaator

Vanadiumil põhinev katalüsaator on oluline katalüsaator diiselmootorite heitgaaside töötlemise valdkonnas. See koosneb peamiselt vanaadiumpentoksiidist (V₂O₅) toimeainena ja seda on sageli täiendatud muude metallioksiididega (nt volframtrioksiidWO₃, titaandioksiidTiO₂jt) lisaainete ja kandjatena. Katalüsaatori tavaline välimus on kärgstruktuuriga, lame ja laineline.

SCR vanaadiumipõhise katalüsaatori tuum on vanaadiumpentooksiid (V₂O₅), mis on katalüsaatori peamine aktiivne komponent. PindV₂O₅on happeline ja leeliselist ammoniaaki (NH₃) reageerimiseks katalüsaatori pinnal. Selle spetsiifiline oksüdatsioonieelis soodustab ammoniaagi jaNOx(lämmastikoksiidid) lämmastikuks (N₂) ja vesi (H₂O), mis sobib eriti hästi hapnikurikkasse keskkonda. Lisaks kasutab katalüsaator kandjatena kärgstruktuuriga keraamilisi materjale ja volframtrioksiidi (WO₃) lisaainetena.

SCR vanaadiumipõhise katalüsaatori tööpõhimõte põhineb selektiivse katalüütilise redutseerimise tehnoloogial. Teatud heitgaasi temperatuurivahemikus (tavaliselt 300–400 kraadi) pihustatakse karbamiidi vesilahust (või muud redutseerijat) heitgaasi ja see laguneb, saades ammoniaagi (NH₃). Seejärel reageerib ammoniaak keemiliseltNOxheitgaasis katalüsaatori toimel kahjutu lämmastiku tootmiseks (N₂) ja vesi (H₂O), vähendades seeläbi tõhusalt emissiooniNOxheitgaasis.

Adsorptsioonietapp: esiteks ammoniaak (NH₃) adsorbeerub redutseerijana katalüsaatori aktiivsetele kohtadele. Nendeks aktiivseteks kohtadeks on tavaliselt vanaadiumoksiididest moodustunud Lewise happetsentrid ja Brønstedi happetsentrid.

Reaktsioonietapp: seejärel lämmastikoksiid (NOx) katalüsaatori pinnale adsorbeerunud molekulid interakteeruvad ammoniaagi molekulidega. Katalüsaatori toimelNOxredutseeritakse lämmastikuks (N₂) ja ammoniaak oksüdeerub. Selle protsessiga kaasneb tavaliselt vanaadiumoksiidi muundamine oksüdeeritud ja redutseeritud oleku vahel.

Desorptsioonietapp: lõpuks desorbeeritakse moodustunud lämmastik katalüsaatori pinnalt ja eraldub suitsugaasi, samas kui tekkinud vesi jääb katalüsaatori pinnale või lahkub veeauruna.

Vanaadiumipõhiste katalüsaatorite kõrge efektiivsus ja selektiivsus on tingitud vanaadiumoksiidide erilisest elektroonilisest struktuurist ja katalüütilisest aktiivsusest. Katalüsaator on kavandatud optimeerima nende aktiivsete kohtade jaotust ja energiataset, et soodustada SCR-reaktsiooni, vähendades samal ajal kõrvalreaktsioonide esinemist. Vanaadiumipõhiste katalüsaatorite töötemperatuuri vahemik on tavaliselt vahemikus 310 kuni 430 kraadi Celsiuse järgi, mis on keskmise ja kõrge temperatuuriga katalüsaator. See vastab suitsugaaside temperatuurile katla ökonomaiseri väljalaskeava juures, võimaldades tõhusa denitrifikatsiooni saavutamiseks paigaldada SCR-denitrifikatsioonireaktori otse sellesse piirkonda.

TraditsioonilineV₂O₅/WO₃/TiO₂SCR katalüsaator, keskmise temperatuuriga katalüsaator, väävlikindel,V₂O₅on mürgine, sellel on kõrge süttimistemperatuur, kitsas temperatuuriaken, halb vastupidavus kõrgele temperatuurile ja pärast lammutamist on oht keskkonda saastada.

Täiustatud vanaadiumipõhine SCR: traditsioonilise V-põhise täiustatud versioon, madala toksilisusega, väävlikindel ja kõrge konversioonitõhusus keskmisel temperatuuril.

Kõrge konversiooniaktiivsus: SCR-vanaadiumipõhised katalüsaatorid näitavad kõrgetNOxmuundamise efektiivsus keskmise temperatuuri tingimustes (näiteks 350–450 kraadi), mis võib ulatuda üle 90%.

Hea väävlikindlus: Vanaadiumil põhinevad katalüsaatorid taluvad kõrget väävlit ja suudavad säilitada hea katalüütilise jõudluse kõrge väävlisisaldusega diisli heitgaasides.

Madal toksilisus: võrreldes muud tüüpi katalüsaatoritega on vanaadiumipõhistel katalüsaatoritel madalam toksilisus ja väiksem mõju keskkonnale ja inimeste tervisele.

Tugev stabiilsus: sobivates töötingimustes suudavad SCR vanaadiumipõhised katalüsaatorid säilitada stabiilse katalüütilise jõudluse pikka aega.

SCR-vanaadiumipõhiseid katalüsaatoreid kasutatakse laialdaselt diiselmootorite heitgaaside järeltöötlussüsteemides, eriti raskeveokites kõrgete heitgaasistandarditega diiselsõidukites ja väljaspool teid kasutatavates liikurmasinates. Lisaks on SCR vanaadiumipõhiseid katalüsaatoreid laialdaselt kasutatud soojuselektrijaamades, jäätmepõletustehastes, lämmastikhappetehastes, nitraaditehastes, terasetehastes, väetisetehastes ja muudes tööstusharudes.

Kuum tags: vanaadiumipõhine scr-katalüsaator, Hiina vanaadiumipõhise scr-katalüsaatori tootjad, tarnijad, tehas