SCR脱硝催化剂的研究进展VIP专享

SCR 脱硝催化剂的讨论进度摘 要：选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction， SCR）法是目前可以找到的脱硝效率最高、最为成熟的技术，因其脱硝效率高、无二次污染而被广泛使用。其中 SCR 催化剂是该技术的核心所在，该文主要介绍了 SCR 反应机理以及目前主流的 SCR 催化剂。氮氧化物（NOx）主要来自化石燃料的燃烧，根据氮和氧结合形态的不同，可分为多种形式的化合物，主要包括 NO、NO2、N2O、N2O4 和N2O5，其中排放量最多、对大气环境危害最大的是 NO 和 NO2，烟气中90%以上的 NOx 是 NO。目前，选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）技术广泛应用于传统工业。SCR 反应系统中存在两个难点问题：催化剂失效以及 NH3 过量逃逸，因此，未来讨论的重点是探究更好的催化剂。1 SCR 法原理SCR 法的首次提出是在 20 世纪 50 年代，20 世纪 70 年代投入工业应用。目前其脱硝效率可达 90%以上，该方法是采纳 NH3 作为还原剂，通过喷氨格栅进入烟道与烟气混合，进行氧化还原反应生成 N2 和H2O。通过使用合适的催化剂，反应温度可以降低到 400℃以下，脱硝效率可高达 90%以上。SCR 法是目前工程上广泛使用的、可以用于固定源 NOx 治理的技术。其中反应（1）反应是标准 SCR 主反应，90%以上的 NOx 是 NO 气体；（2）反应是快速 SCR 反应，因为该反应比较快速，NO、NO2 同时参加反应；（3）反应是 NO2-SCR 反应。在无催化剂存在的条件下，SCR 反应温度范围都非常狭窄（980 ℃左右），选择 SCR 催化剂能够降低反应活化能，降低反应温度，应用于实际电厂工况即 290 ℃～430 ℃范围以内。2 SCR 脱硝催化剂种类研发具备优良性能的催化剂是 SCR 脱硝技术的核心，因為催化剂的成本很高。目前市面上可见的 SCR 催化剂有成百上千种，包括低温、超低温、中温等。大体上可将这些催化剂分为以下 4 类：金属氧化物催化剂、碳基催化剂、贵金属催化剂和分子筛催化剂。2.1 金属氧化物催化剂金属氧化物的催化能力来自于金属原子与氧原子之间连接的化学键，过渡金属不满的 d 轨道可接受电子或者电子对，形成配合物。许多过渡金属氧化物如：MoO3、ZrO2、MnO2、Fe2O3、V2O5 等，都具备很好的 SCR 脱硝活性。村上[1]等学者专门讨论了金属氧化物的而脱硝活性，得到了大致的活性顺序：CuO>Cr2O3>MoO3>ZnO>NiO，其中负载了CuO 的催化剂的活性非常强，但是选择性较差，NH3 易与...