scr脫硝催化劑的選擇性催化還原法脫硝研究

scr脫硝催化劑的選擇性催化還原法脫硝研究

通過電網(wǎng)和鍋爐系統(tǒng)排放的氮是促進(jìn)酸雨形成的主要污染物之一。其所形成的硝酸根離子和亞硝酸根離子對(duì)酸性的貢獻(xiàn)大約占到20%~50%。在我國(guó)的燃煤電站中,大多采用低NOx燃燒技術(shù),而脫硝效率較高的選擇性催化還原(SCR)技術(shù)則相對(duì)應(yīng)用極少在SCR技術(shù)的應(yīng)用過程中,催化劑的制備生產(chǎn)是其中最重要的部分之一,其催化性能直接影響到SCR系統(tǒng)的整體脫硝效果。催化劑的更換與還原劑的消耗是SCR系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的最主要來源,同時(shí)催化劑的生產(chǎn)制備更是占據(jù)了SCR系統(tǒng)初期建設(shè)成本的20%以上。1化劑為等濃物的反應(yīng)選擇性催化還原(SCR)法脫硝,是在催化劑存在的條件下,采用氨、CO或碳?xì)浠衔锏茸鳛檫€原劑,將煙氣中的NO還原為N當(dāng)氨作為還原劑時(shí),SCR反應(yīng)的化學(xué)方程式副反應(yīng)方程式:2scr法脫硝催化劑2.1蜂窩狀、平板狀催化劑最初開發(fā)的SCR催化劑形狀是顆粒狀的。現(xiàn)在為了防止催化劑層被粉末堵塞,減少壓力的損失,而采用蜂窩狀或平板狀催化劑,這種催化劑可根據(jù)排氣中粉末濃度選定格子的間距。SCR催化劑是由基材、載體活性金屬構(gòu)成的。但現(xiàn)在使用的大多數(shù)蜂窩狀催化劑不是用基材的,而是把載體材料本身作為基材制成蜂窩狀。2.2影響催化劑性能的因素對(duì)催化劑性能影響較大的因素有反應(yīng)溫度、催化劑量、氨的注入量等。由于在250~450℃(最好350~400℃)3scr技術(shù)中催化劑的研究現(xiàn)狀SCR反應(yīng)的催化劑發(fā)展主要經(jīng)歷了四個(gè)階段。最早是采用Pt、Rh、Pd等貴金屬作為活性組分,以CO和H3.1pt活性的制備Pt、Ph和Pd等貴金屬類催化劑通常以氧化鋁等整體式陶瓷作為載體在這類催化劑中,Pt的研究相對(duì)深入,其本反應(yīng)過程為NO在Pt的活性位上脫氧,然后碳?xì)浠衔镌賹t-O還原。Pt催化劑的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的效率,缺點(diǎn)是有效溫度區(qū)間較窄。在這類催化劑中,較多的采用CO以及碳?xì)浠衔镒鳛檫€原劑3.2金屬氧化催化劑金屬氧化物類催化劑,主要包括V目前,工程應(yīng)用上使用最多的是V各活性成分的主要作用是:V3.3沸石類催化劑的來源沸石分子篩催化劑最早作為SCR反應(yīng)的催化劑主要應(yīng)用于具有較高溫度的燃?xì)怆姀S和內(nèi)燃機(jī)的SCR系統(tǒng)中。SCR過程中應(yīng)用的沸石類催化劑主要是采用離子交換方法制成的金屬離子交換沸石。所采用的沸石類型主要包括Y-沸石、ZSM系列3.4催化劑的選擇碳基由于其表面積大和化學(xué)穩(wěn)定性被用作催化劑的載體。近年來,國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者嘗試以各種碳基材料作為載體負(fù)載金屬氧化物,制備碳基催化劑,顯示出了良好的選擇催化還原活性。目前研究的碳基催化劑其載體主要有活性炭(AC)、活性炭纖維(ACF)、活性炭成型物。活性炭(AC)空隙發(fā)達(dá),比表面積大,吸附能力強(qiáng),是常用的催化劑載體。此外,由于AC是一個(gè)復(fù)雜的載體,表面含有豐富的含氧、氮等官能團(tuán),對(duì)其進(jìn)行不同的處理,可改變表面官能團(tuán)的種類和數(shù)量,進(jìn)而影響其與活性組分的相互作用。目前研究的CuO/AC、Fe活性炭纖維(ACF)和活性炭相比,不僅具有高的比表面積和外表面積,而且獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)直接分布于固體表面,使吸附質(zhì)分子不需穿過大孔、中孔而直接到達(dá)微孔的吸附部位,縮短了吸附行程,吸附速率很快,大量微孔得到充分利用,效率較高,是一種良好的吸附劑活性炭通常呈粉末狀或顆粒狀。受外觀形態(tài)的限制,在一些特殊的氣相吸附領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制?；钚蕴坷w維成型性能好、使用方便,能彌補(bǔ)這方面的不足。但由于它的原料價(jià)格較高、制造工序復(fù)雜、成本高,因此缺少實(shí)用價(jià)值,難于普及目前,除活性炭負(fù)載催化劑有工業(yè)化樣本,其余皆處在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)狀態(tài)。4低溫scr催化劑研究的發(fā)展方向目前煙氣脫銷SCR技術(shù)幾經(jīng)非常成熟,然而其投資和運(yùn)行費(fèi)用仍然很高,限制了SCR技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。開發(fā)低溫SCR催化劑可大大降低成本費(fèi)用,然而催化活性溫度高、抗氧硫中毒能力低、穩(wěn)定性差仍然是催化劑工業(yè)化