實驗表明，在溫度高于160℃的條件下，通過調整氣速和催化劑的長度，可以實現理論氨氮比的脫硝率，在調查水蒸氣對脫硝活性的影響時，脫硝率隨著水蒸氣含量的增加而逐漸下降，在低溫條件下進一步下降，最低幅度達到30%的2~4m/s氣速下的脫硝率與停留時間的關系，合并脫硝反應活化為22.7kJ/mol，典型的氣體外表面擴散控制

隨著我國對大氣污染物排放控制的逐步深化和嚴格，燃燒煙氣脫硝逐漸從電力行業(yè)轉移到非電力行業(yè)[1-3]。中國大量工業(yè)燃燒煙具有排放溫度低、量大面廣、煙氣條件復雜等特點，對催化劑和脫硝技術提出了新的要求[4-6]。

以我國現有鋼鐵行業(yè)為例，其中焦化、燒結煙氣中NOx排放量占整個行業(yè)的50%以上，而且煙氣排放溫度低于300℃，難以采用傳統(tǒng)中溫脫硝催化劑[7-9]。

2021年開始鋼鐵行業(yè)超低排放改造，NOx排放值低于100mg/m3，重點區(qū)域低于50mg/m3，對中低溫煙氣脫硝催化劑的應用技術提出了新的要求[10-12]。

國內開展中低溫煙氣脫硝催化劑研究報道較多，主要復蓋錳系催化劑、釩系催化劑和活性焦催化劑系統(tǒng)[13-16]。錳系催化劑在100~300℃的脫硝率超過90%，受到很多研究者的追蹤和報道[17-19]。

但錳系催化劑在應用過程中容易被煙中的SOx毒化，生成硫酸錳等物質導致催化劑永久失活，水蒸氣的存在加快了該反應[20-21]。因此，目前錳催化劑的工業(yè)應用報道極少。活性焦低溫脫硫脫硝催化劑最初由日本三井公司完成中試和示范，在120~160℃范圍內，利用活性焦對SOx的氧化吸附和對NOx的NH3催化恢復作用，在移動床上實現煙霧脫硫脫硝和活性焦的再生循環(huán)技術[22]。

目前，該一體化技術在焦化和燒結煙的管理中占有很大的市場份額，但投資成本高，操作困難，存在活性焦磨損率大的問題，在應用推廣中受到成本制約。

釩系中低溫催化劑源于中溫催化劑配方，通過調整釩的含量和添加低溫活性助劑，在150~300℃表現出優(yōu)良的脫硝活性[23-28]，Shell公司的粒狀催化劑和國內現在生產的蜂窩狀催化劑都屬于該系列。

而且此前國內外關于脫硝動力學的研究主要關注中溫反應動力學行為，采用經驗法和機理模型發(fā)現中溫時NO反應速率取決于各反應氣體濃度，氨氣反應級數一般為零，氧氣高于1%時其反應級數也為零，NO的反應級數略為零[29-30]，但對于低溫蜂窩體脫硝反應動力學研究較少。

中國科學院過程工程研究所開發(fā)的低溫脫硝催化劑在安徽威達(威達藍海)實現了催化劑的產業(yè)化，取得了近40臺焦爐與燒結機煙氣脫硝應用成果，該催化劑在近兩年的使用業(yè)績中，表現出了良好的活性與穩(wěn)定性。

為了進一步明確低溫催化劑的應用特性，本文對蜂窩催化劑在不同煙氣條件下的脫硝活性進行系統(tǒng)考察，確定該中低溫脫硝催化劑的適用區(qū)間和動力學參數，為低溫條件下的工業(yè)應用提供重要的數據支持。

1實驗材料和方法

1.1催化劑的制備

催化劑以V2O5為活性成分，以工業(yè)偏鈦酸為鈦源，添加鎢鉬氧化物作為助劑，通過混煉、擠壓成型、烘烤得到相應的工業(yè)蜂窩催化劑。

1.3催化劑的表征

X射線衍射器(XRD)采用荷蘭PANalytical公司的Empyrean型X射線衍射器，采用Cu靶Kα射線，電壓電流分別為40kV、40mA，掃描范圍為5°~90°，步長為0.1(°)/步，掃描時間為1s。

氮吸附器采用Micromeritics(ASAP2021HD88型比表面全自動物理吸附器，測量吸附和脫附氣體的量，根據計算模型獲得固體的比表面、孔容、孔徑等相關信息。