国内外SCR脱硝催化剂的研究对比VIP免费

国内外SCR脱硝催化剂的研究对比1国外SCR脱硝催化剂的研究现状1.1研究历史SCR技术发展至今已有三十多年的历史，是目前国外应用比较广泛的一种烟气脱氮技术。但由于催化理论和反应机理研究上的欠缺，致使该项技术远未达到完善的程度。因此，对SCR技术的研究也从未停止过。近年来，在反应机理及反应动力学、抗毒性能、新型催化剂及载体的研究等方面又有了很大的发展。1.2研究机构目前国外关于SCR催化剂的研究机构主要有：英国剑桥大学、英国雷丁大学美国密歇根大学、日本九州大学、日本国立材料和化学研究所等等，其中密歇根大学主要致力于贵金属催化剂的研究，日本国立材料和化学研究所主要致力于金属氧化物催化剂制备方法的研究。1.3研究进展1.3.1贵金属催化剂贵金属催化剂低温催化活性优良，对NOx还原及对NH3、CO氧化均具有很高的催化活性，因此在SCR过程中会导致还原剂大量消耗而增加系统运行成本。此外，催化剂造价昂贵，易发生氧抑制和硫中毒。目前研究人员主要致力于采用新制备技术和新型载体，针对某些含硫低的工业尾气开发出一些性能较好的低温催化剂。在贵金属催化剂的制备方面，研究者不仅要考虑到贵金属活性组分的种类，还要考虑到所用载体的种类问题。在(NH3+H2)-NO条件下，EvgeniiV.Kondratenko等对Ag/Al2O3进行了SCR研究，结果表明，在低温范围内，同时有O2和H2存在的情况下，该催化剂的活性能得到很大程度的提高。I.Salem等就ZrO2及SnO2对SCR催化剂Pt/Al2O3催化活性的影响进行了研究；此外，关于不同还原剂对SCR反应的影响也进行了探讨。研究结果指出，当采用C3H6为还原剂时，在250℃左右，ZrO2和SnO2的添加，可以有效提高NOx的转化率，同时还可以减少N2O的产生；但是随着反应温度的升高，NOx的转化率反而会降低。日本Ken-ichiShimizu等在尿素选择性催化还原NO的过程当中，添加了0.5%的H2，便使催化剂Ag/Al2O3的催化活性大大增强。研究结果还指出，在200～500℃温度范围内，体积空速为75000h-1时，Ag/Al2O3表现出最高的选择性催化还原活性，NO的转化率可达84%以上，而且还没有N2O生成。西班牙P.Bautista等对富氧条件下硫酸盐掺杂Pd/ZrO上进行的CH4选择性催化还原NO的过程进行了研究。研究结果表明，随着硫酸盐的掺杂，使得Pd/ZrO的化学结构发生了重要变化，从而使得该催化剂的催化活性和选择性都明显增强。1.3.2金属氧化物催化剂关于非负载型金属氧化物催化剂，目前国外的研究主要集中在MnOx催化剂而且有部分催化剂已显示出了非常好的低温活性。韩国的MinKang等采用不同的沉淀剂，通过共沉淀法制备了一系列氧化锰催化剂，并在NH3-NOx条件下对该催化剂进行了活性测试，结果指出，采用碳酸钠作为沉淀剂制备的氧化锰催化剂，具有高的表面积、大量的Mn4+、以及高的表面氧浓度，且CO32-的存在增大了催化剂表面对NH3的吸附，使得该催化剂具有较高的低温催化活性。关于负载型金属氧化物催化剂的制备，也是既要考虑金属氧化物活性组分的种类及数量，还要考虑到所用载体金属氧化物的种类。TiO2是目前研究中经常用到的载体，其具有很强的抗硫中毒能力，硫酸盐在TiO2表面的稳定性比在其它氧化物表面弱很多。S.Djerad等指出，氧浓度会对V2O5-WO3/TiO2催化剂活性造成影响，在150～250℃低温下，随着氧浓度升高，转化率也会增加。Al2O3具有比较高的热稳定性，并且表面的酸性位有利于含氮物种的吸附与还原，也是一种金属氧化物催化剂比较理想的载体。韩国MuhammadFaisalIrfan等对几种新型NO氧化和NOx还原催化剂的反应活性进行了评价。研究结果表明，在Co3O4-WO3催化剂中，由于纳米Co-W复合物的形成，使得即使在高空速和低温条件下，该催化剂也表现出优于其它催化剂的NOx转化率。此外，在快速SCR过程当中，Co3O4-WO3催化作用下，N2O的生成量也远远少于其它催化剂作用的情况。另外，由于WO3对SO2的抵抗性能，使得SO2对NOx的SCR反应的影响几乎可以忽略掉。在SCR反应中，催化剂的活性往往会受到烟气中SO2和H2O的影响，因此，有必要对这方面进行专门的研究。1.3.3分子筛催化剂分子筛催化剂在化工生产中应用极为广泛，同样在DeNOx-SCR技术中也备受关注，但多数的催化活性主要表现在中高温区...