High-Performance Low-Vanadium V2O5/Al2O3 Catalysts for Selective Reduction of NOx: I. Catalytic Properties

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The study investigates the potential for promoting V2O5/Al2O3 catalysts for selective catalytic reduction of nitrogen oxides with ammonia (NH3-SCR). It was found that the activity of low-V2O5 (2–4 wt %) catalysts can be markedly enhanced (by a factor of 3–4) by their promotion with tungsten oxide. It was shown that a promoted V–W/Al2O3 catalyst that contains 4 wt % of V2O5 can achieve a NOx decomposition efficiency of 90% or even higher in the range of 360–500°C at a GHSV above 100,000 h–1

About the authors

G. D.A Bokarev

Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

G. N. Baeva

Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

A. V. Kazakov

Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

A. I. Mytareva

Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: petrochem@ips.ac.ru
119991, Moscow, Russia

A. Yu. Stakheev

Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: st@ioc.ac.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Lietti L., Nova I., Forzatti P. Selective catalytic reduction (SCR) of NO by NH3 over TiO2-supported V2O5-WO3 and V2O5-MoO3 catalysts // Top. Catal. 2000. V. 11. P. 111-122. https://doi.org/10.1023/A:1027217612947
  2. Sobalik Z., Markvart M., Lapina O.B. Long-term stability of the V2O5/Al2O3 catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides // Catal. Lett. 1994. V. 28. P. 25-31. https://doi.org/10.1007/bf00812466
  3. Soh B.-W., Nam I.-S., Lee J.-B. Morphological impact of V2O5/Al2O3 catalyst on the deactivation by SO2 for the reduction of NO with NH3 // Stud. Surf. Sci. Catal. 1999. V. 126. Р. 389-396. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(99)80490-X
  4. Lai J-K., Wachs I.E. A perspective on the selective catalytic reduction (SCR) of NO with NH3 by supported V2O5-WO3/TiO2 catalysts // ASC Catal. 2018. V. 8. P. 6537-6551. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b01357
  5. Forzatti P. Present status and perspectives in de-NOx SCR catalysis // Appl. Catal. A: Gen. 2001. V. 222. P. 221-236. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(01)00832-8
  6. IARC Monograph on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Lyon. France, 2006. V. 86.
  7. Chapman D.M. Behavior of titania-supported vanadia and tungsta SCR catalysts at high temperatures in reactant streams: tungsten and vanadium oxide and hydroxide vapor pressure reduction by sur cial stabilization // Appl. Catal. A: Gen. 2011. V. 392. P. 143-150. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2010.11.005
  8. Schildhauer T.J., Elsener M., Moser J., Begsteiger I., Chatterjee D., Rusch K., Krocher O. Measurement of vanadium emissions from SCR catalysts by ICP-OES: мethod development and first results // Emiss. Control Sci. Technol. 2015. V. 1. P. 292-297. https://doi.org/10.1007/s40825-015-0023-x
  9. Санитарные Правила и Нормы РФ. 1.2.3685-21.
  10. Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council of 24 November 2010 on industrial emissions (integrated pollution prevention and control).
  11. Centeno M.A., Carrizosa I., Odriozola J.A. In situ DRIFTS study of the SCR reaction of NO with NH3 in the presence of O2 over lanthanide doped V2O5/Al2O3 catalysts // Appl. Catal. B: Environ. 1998. V. 19. P. 67-73. https://doi.org/10.1016/S0926-3373(98)00059-9
  12. Centeno M.A., Malet P., Carrizosa I., Odriozola J.A. Lanthanide doped V2O5/Al2O3 catalysts: Structureactivity relationship in the SCR of NOx // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. P. 3310-3319. https://doi.org/10.1021/jp993084a
  13. Centero M.A., Carrizosa I., Odriozola J.A. NH3 adsorption over lanthanide doped V2O5/Al2O3 catalysts // J. Alloys Compd. 2001. V. 323-324. P. 597-600. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01186-0
  14. Koh H.-L., Park H.-K. Characterization of MoO3-V2O5/Al2O3 catalysts for selective catalytic reduction of NO by NH3 // J. Ind. Eng. Chem. 2013. V. 19. № 1. P. 73-79. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2012.07.003
  15. Wang C., Zuo Y., Yang C.-I. Selective catalytic reduction of NO by NH3 in flue gases over a Cu-V/Al2O3 catalyst at low temperature // Env. Eng. Sci. 2009. V. 26. № 9. P. 1429-1434. https://doi.org/10.1089/ees.2009.0056
  16. Guo F., Yu J., Chu M., Xu G. Interaction between support and V2O5 in the selective catalytic reduction of NO by NH3 // Catal. Sci. Technol. 2014. V. 4. P. 2147-2155. https://doi.org/10.1039/c4cy00098f
  17. Popova N.M., Sokolova L.A., Marchenko E.A., Bobrova L.N. TPD study of NH3 adsorption/desorption on the surface of V/Ti, V/AI based catalysts for selective catalytic reduction of NOx by ammonia 1. TPD test of γ-Al2O3, TiO2 (anatase) and alumina-supported vanadia catalysts // React. Kinet. Catal. Lett. 1998. V. 65. № 2. P. 363-370. https://doi.org/10.1007/BF02475277
  18. Muzio L.J., Quartucy G.K., Cichanowicz J.E. Overview and status of post-combustion NOx control: SNCR, SCR and hybrid technologies // Int. J. Environ Pollut. 2002. V. 17. № 1-2. P. 4-30. https://doi.org/10.1504/IJEP.2002.000655
  19. Xie X., Peng J., Zhao S., Wang L., Ge R., Wu S., May Y., Zeng K., Sun Z. DeNOx characteristics of commercial SCR catalyst regenerated online by dry ice blasting in a coal-fired power plant // Ind. Eng. Chem. Res. 2022. V. 61. P. 14382-14392. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.2c02422
  20. Guo L., Lu J., Zhao Y., Wang C., Zhang C., Tang C., Dong L., Kong W., Li Q., Cao P. Pilot test of environment-friendly catalysts for the DeNOx of low-temperature flue gas from a coal-fired plant // Catal. Sci. Technol. 2021. V. 11. P. 3164-3175. https://doi.org/10.1039/d0cy02142c
  21. Heck R.M., Farrauto R.J., Gulati S.T. Catalytic аir pollution control: commercial technology. 3rd ed. Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons, 2009. 544 р.
  22. Ertl G., Knözinger H., Schüth F., Weitkamp J. Handbook of heterogeneous cata ysis. 2nd ed. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH& Co. KGaA, 2008. 4270 р.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».