低温SCR脱硝催化剂研究现状.doc

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1、低温SCR脱硝催化剂研究现状1 引言氮氧化合物(NO，NO2，N2O)是空气污染的主要来源，他们能产生光化学烟雾，酸雨，臭氧空洞以及温室效应。几乎所有的NOx都来自于运输和火力发电厂。因此控制NOx在空气中的排放是一个亟待解决的问题。在我国的燃煤电站中大多采用低NOx燃烧技术，而脱硝效率较高的选择性催化复原(SCR)技术那么相对应用较少1。在国外SCR脱硝技术应用十分广泛。SCR脱硝技术的核心是催化反响，成功开发用于催化反响的催化剂是关键。商业上应用比拟成功SCR脱硝催化剂主要是以钛钒基(V2O5/TiO2)与WO3或者MoO3的混合物2。虽然钒基催化剂有很高的活性和抵抗SO2的能力，但是还才

2、存在很多缺点。这种催化剂在300-400这样一个很窄的温度区间有活性，在这个温度区间可以防止由NH4HSO4和(NH4)2S2O7这样的硫酸铵盐引起的毛孔堵塞3。这种高温SCR脱硝装置一把设在省煤器之后，空气预热器和脱硫装置之前，由于烟气未进行除尘处理，容易造成催化剂孔道堵塞，影响催化剂寿命。而低温SCR催化剂可以在能耗较低的情况下把催化剂布置在脱硫之后4，这样可以降低能耗，防止催化剂孔道堵塞，提高催化剂寿命。所以近年来开发低温高效、性能稳定的SCR脱硝催化剂成为学者们研究的热点。2 SCR的根本原理选择性催化复原法(SCR)脱硝是在催化剂存在的条件下，采用氨、碳氢化合物或者H2等作为复原剂，

3、将烟气中的NOx复原为N2。以NH3作为复原剂用SCR复原NOx时的主要化学方程式为5：4NO + 4NH3 + O24N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O23N2 + 6H2O 当以碳氢化合物作为复原剂时，碳氢化合物种类的不同导致其反响过程中的中间产物有着明显的区别，但多数情况下都有CO2的生成。这时，SCR反响的化学方程式6可以表示为：CxHy + mNO + (2x + y/2m)O2xCO2 + m/2N2 + y/2H2O 当以H2作为复原剂时，主要的化学方程式7为：2NO + 4H2 + O2 N2 + 4H2O H2O和SO2存在下催化剂失活8-10以及在低于200

4、时较低的N2反响选择性使得碳水化合物作为复原剂(HC-SCR,T200)的工业技术的开展变的不可能。而且要燃烧过量的碳氢化合物以防止过量的碳氢化合物对大气产生的污染，这会产生更多的CO211。相比之下H2是一种环境友好型的试剂，低温H2-SCR是一种比现有的NH3-SCR更好的NOx控制催化技术，在催化由H2O，CO2和SO2组成的工业废气中能得到更高的N2转化率，催化剂能使用更长的时间7。3 低温SCR催化剂目前，有报道催化性能良好的低温SCR催化剂主要有金属氧化物催化剂、分子筛催化剂、炭基催化剂和贵金属催化剂等。3.1 金属氧化物催化剂近年来，一种或几种金属氧化物的混合物作为催化剂的活性成

5、分因具有很好的低温催化活性而引起广泛关注，其中以Mn基催化剂低温活性尤为突出，关于Mn的氧化物的研究最多，Ce基的低温催化剂也有报道。低温固相法制备的无载体MnOx催化剂用于低温(Rb2OK2ONa2OLi2O，除碱金属氧化物以外，碱金属的硫酸盐和氯化物也会导致催化剂的失活35。7 结论综上所述，贵金属低温SCR催化剂虽然开展比拟早，催化活性较高，但由于价格昂贵，而且对NH3有氧化作用，已逐渐被其他类型的催化剂所代替。金属氧化物中Mn和Cu的氧化物活性较高，其中Cu催化剂可能会与SO2发生反响生成CuSO4，不利于催化反响。负载在各种载体上的Mn的氧化物在很多文献中报道有很高的低温SCR活性，

6、可以在Mn催化剂的根底上添加其他元素来进一步提高催化剂的活性和稳定性，这将是一个很好的开展方向。参考文献1 宣小平,姚强,岳长涛等.选择性催化复原法脱硝研究进展.煤炭转化,2002,25(3):26-312 J.P. Chen, R.T. Yang. Role of WO3 in mixed V2O5-WO3/TiO2 catalysts for selective catalytic reduction of nitric oxide with ammoniaJ. Appl. Catal. A :1992, 80: 135-148.3 Gongshin Qi, Ralph T.Yang. L

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