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1、2005年第31卷第1期 工业安全与环保January2005IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection·25·选择性催化还原法(SCR)脱硝研究进展刘炜 张俊丰 童志权(湘潭大学环境工程系 湖南湘潭411105) 摘 要 概述了选择性催化还原法(SCR)脱除NOx的研究进展和SCR催化剂的开发情况,展望了这一领域研究的发展方向。关键词 NOx 选择性 催化还原ProgressinStudyofNOxWiththeSelectiveCatalyticReductionL
2、iuWeiZhangJunfengTongZhiquan(Dept.ofEnvironmentEngineering,XiangtanUniversityXiangtan,Hunan411105)AbstractTheresearchprogressofSelectiveCatalyticReductionofNitricOxideandthedevelopmentofSCRcatalystsaresummarized.Andthefuturestudydirectioninthisfieldisalsodiscuss
3、ed.KeywordsNOxselectivecatalyticreduction 众所周知,NOx(NO和NO2)是大气的主要污染物之一,降低反应温度,提高空间速度,提高抗SO2中毒性能和寻求各国对NOx的排放都有严格的限制,且标准越来越严。我国新的经济有效的还原剂来取代NH3等方面。加强限制NOx排放的各项法规和政策也即将出台。人类活本文就SCR脱硝技术目前的研究情况进行比较全面的动排放的NOx90%以上来源于燃烧过程,因此近些年来,在介绍和探讨。烟气脱硝方面,人们做了大量的研究工作。1SCR法脱硝目前减少NOx
4、排放的措施主要分为两种:燃烧控制和烟催化还原脱硝法根据还原剂是否和烟气中的O2发生反[1]气脱硝。燃烧控制的手段主要为采用低NOx燃烧器、烟气再应而分为非选择性催化还原法和选择性催化还原法,主要循环、燃料再燃烧、分级燃烧和水或蒸汽喷射等。烟气脱硝的还原剂有两类:碳氢化合物(HC)和NH3。的方法包括:选择性催化还原法(SCR),选择性非催化还原1.1SCRHC法脱硝法(SNCR),炽热碳还原法,湿式络合吸收法,电子束照射法1990年,Iwamoto等在CuZSM5分子筛催化剂上研究了(EBA)和等离子体法(PPCP)以
5、及微生物法等。对于SNCR技烃类对NOx的选择性还原,他们将还原剂分为两组:一是选术,当温度低于900℃时,会造成所谓的“氨穿透”现象,所以择性还原剂,如C2H4、C3H6、C3H8、C4H8等;二是非选择性还对温度控制的要求比较高。对于炽热碳还原法,动力学研究原剂,如H2、CO。对于选择性还原剂C3H6,当温度高于500℃[2～5]表明,烟气中的O2会先与碳反应,使碳的耗量增大,增加了时才有明显的活性。之后类似的研究也相继展开。关[6,7]运行费用。湿式络合吸收法的运行费用高,技术不成熟。于SCRHC反应的机理报道很
6、多,但看法不一。综合起EBA法和PPCP法的前期投资较大,工艺技术水平要求也很来,一般分为“分解机理”和“还原机理”两种。高。由于NO不易溶于水,使得微生物法对NO的净化效率分解机理可表示为:不高。目前,微生物脱硝技术仍处于实验研究阶段。2NON2+2Oads,HC+OadsCO2+H2O相对于其他脱硝技术,催化技术受到了更多的关注,因★HC+O2(OFNOx)HC+CO2+H2O为它具有低成本和高效率的特点。NO的转化是脱除NOx的★关键步骤,烟气中NOx的90%以上是NO。NO的简单分解是HC+NON2+CO2+H
7、2O低温下热力学可行的反应并且可以被应用。但是,反应非常NO+1/2O2NO2,HC+NO2N2+CO2+H2O缓慢,到目前为止足够有效的分解催化剂尚未被发现。因还原机理可表示为:此,为了使NOx转化为N2,必须加入还原剂。对于固定污染源废气的脱硝,选择性催化还原法(SCR)具有较高的效率。NO+1/2O2NO2目前工业脱硝应用中大部分采用这一工艺。此工艺最早是NO★(可能含有N、O)2+HCNC20世纪70年代在日本发展起来的,现已在世界范围内广泛★HC+NOxN2+CO2+H2O应用,但目前对反应机理等尚不甚清楚且
8、催化剂的性能仍有★待于进一步提高。目前对于SCR催化剂的研究主要着眼于HC+O2CO2(1)©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·26·★★式中,ads表示表面吸附物种,HC、NC表示相应的中间产关于SCRNH3反应的化学动力学研究,基本上都
