SCR katalizator na osnovi vanadija

Katalizator na osnovi vanadija je pomemben katalizator na področju obdelave izpušnih plinov dizelskih motorjev. V glavnem je sestavljen iz vanadijevega pentoksida (V₂O₅) kot aktivna sestavina in je pogosto dopolnjen z drugimi kovinskimi oksidi (kot je volframov trioksidWO₃, titanov dioksidTiO₂, itd.) kot dodatki in nosilci. Pogost videz katalizatorja je satov, ploščat in valovit.

Jedro SCR katalizatorja na osnovi vanadija je vanadijev pentoksid (V₂O₅), ki je glavna aktivna komponenta v katalizatorju. PovršinaV₂O₅je kislo in je enostavno zajeti alkalni amoniak (NH₃) na površini katalizatorja za reakcijo. Njegova posebna oksidacijska prednost je ugodna za pretvorbo amoniaka inNox(dušikovi oksidi) v dušik (N₂) in vodo (H₂O), ki je še posebej primeren za okolja, bogata s kisikom. Poleg tega katalizator uporablja sataste keramične materiale kot nosilce in volframov trioksid (WO₃) kot dodatki.

Načelo delovanja SCR katalizatorja na osnovi vanadija temelji na tehnologiji selektivne katalitične redukcije. Znotraj določenega temperaturnega območja izpušnih plinov (običajno 300 ~ 400 stopinj) se vodna raztopina sečnine (ali drugo redukcijsko sredstvo) razprši v izpušni plin in razpade, da nastane amoniak (NH₃). Nato amoniak kemično reagira zNoxv izpušnem plinu pod delovanjem katalizatorja za proizvodnjo neškodljivega dušika (N₂) in vodo (H₂O), s čimer se učinkovito zmanjša emisijaNoxv izpušnem plinu.

Stopnja adsorpcije: najprej amoniak (NH₃) se adsorbira na aktivnih mestih katalizatorja kot redukcijsko sredstvo. Ta aktivna mesta so običajno centri Lewisove kisline in centri Brønstedove kisline, ki jih tvorijo vanadijevi oksidi.

Reakcijska stopnja: Nato dušikov oksid (Nox) molekule, adsorbirane na površini katalizatorja, medsebojno delujejo z molekulami amoniaka. Pod delovanjem katalizatorja,NOxse reducira na dušik (N₂) in amoniak oksidira. Ta proces običajno spremlja pretvorba vanadijevega oksida med oksidiranim in reduciranim stanjem.

Stopnja desorpcije: končno se nastali dušik desorbira s površine katalizatorja in sprosti v dimni plin, medtem ko nastala voda ostane na površini katalizatorja ali odide v obliki vodne pare.

Visoko učinkovitost in selektivnost katalizatorjev na osnovi vanadija pripisujemo posebni elektronski strukturi in katalitični aktivnosti vanadijevih oksidov. Katalizator je zasnovan tako, da optimizira porazdelitev in energijske ravni teh aktivnih mest za spodbujanje reakcije SCR, hkrati pa zavira pojav stranskih reakcij. Delovno temperaturno območje katalizatorjev na osnovi vanadija je običajno med 310 in 430 stopinjami Celzija, kar je srednje do visokotemperaturni katalizator. To ustreza temperaturi dimnih plinov na izhodu iz ekonomizatorja kotla, kar omogoča, da se denitrifikacijski reaktor SCR neposredno namesti v to območje, da se doseže učinkovita denitrifikacija.

TradicionalnoV₂O₅/WO₃/TiO₂SCR katalizator, srednjetemperaturni katalizator, odporen na žveplo,V₂O₅je strupen, ima visoko temperaturo vžiga, ozko temperaturno okno, slabo odpornost na visoke temperature in obstaja nevarnost onesnaženja okolja po razrezu.

Izboljšan SCR na osnovi vanadija: izboljšana različica tradicionalnega SCR na osnovi V, nizko strupena, odporna na žveplo in visoka učinkovitost pretvorbe pri srednji temperaturi.

Visoka aktivnost pretvorbe: SCR katalizatorji na osnovi vanadija kažejo visokoNoxučinkovitost pretvorbe pri srednjih temperaturnih pogojih (kot je 350 ~ 450 stopinj), ki lahko dosežejo več kot 90%.

Dobra odpornost na žveplo: katalizatorji na osnovi vanadija imajo visoko toleranco za žveplo in lahko ohranijo dobro katalitično delovanje v izpušnih plinih dizelskega goriva z visoko vsebnostjo žvepla.

Nizka toksičnost: V primerjavi z drugimi vrstami katalizatorjev imajo katalizatorji na osnovi vanadija nižjo toksičnost in manjši vpliv na okolje in zdravje ljudi.

Močna stabilnost: V ustreznih delovnih pogojih lahko katalizatorji SCR na osnovi vanadija dolgo časa ohranijo stabilno katalitično delovanje.

SCR katalizatorji na osnovi vanadija se pogosto uporabljajo v sistemih za naknadno obdelavo izpušnih plinov dizelskih motorjev, zlasti pri težkih dizelskih vozilih z visokimi emisijskimi standardi in necestni mobilni mehanizaciji. Poleg tega se katalizatorji na osnovi SCR vanadija pogosto uporabljajo v termoelektrarnah, sežigalnicah odpadkov, dušikovih kislinah, nitratih, jeklarnah, gnojilnicah in drugih industrijah.

Priljubljena oznake: scr katalizator na osnovi vanadija, Kitajska scr katalizator na osnovi vanadija proizvajalci, dobavitelji, tovarna