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SCR烟气脱硝催化剂生产与应用现状VIP免费

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SCR 烟气脱硝催化剂生产与应用现状 0 引言 氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物,主要包括 NO、NO2、N2O 等,可以引起酸雨、光化学烟雾、温室效应及臭氧层的破坏。自然界中的 NOx63%来自工业污染和交通污染,是自然发生源的 2 倍,其中电力工业和汽车尾气的排放各占 40%,其他工业污染源占 20%。在通常的燃烧温度下,燃烧过程产生的 NOx中 90%以上是 NO,NO2 占 5%~10%,另有极少量的 N2O。NO 排到大气中很快被氧化成 NO2,引起呼吸道疾病,对人类健康造成危害。 火电厂产生的 NOx主要是燃料在燃烧过程中产生的。其中一部分是由燃料中的含氮化合物在燃烧过程中氧化而成,称燃料型 NOx;另一部分由空气中的氮高温氧化所致,即热力型 NOx,化学反应为: N2+O2→ 2NO(1) NO+1/2O2→ NO2(2) 还有极少部分是在燃烧的早期阶段由碳氢化合物与氮通过中间产物 HCN、CN 转化为NOx,简称瞬态型 NOx[1]。 减少 NOx排放有燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝 2 条途径。现阶段主要通过控制燃烧过程 NOx的生成,通过各类低氮燃烧器得以实现[2-3]。这是一个既经济又可靠的方法,对大部分煤质通过燃烧过程控制可以满足目前排放标准。 1 烟气脱硝工艺 1.1 相关化学反应 NO 的分解反应(式(1)的逆反应)在较低温度下反应速度非常缓慢,迄今为止还没有找到有效的催化剂。因此,要将NO 还原成 N2,需要加入还原剂。氨(NH3)是至今已发现的最有效的还原剂。有氧气存在时,在 900~1100℃,NH3 可以将NO 和 NO2 还原成N2 和 H2O,反应如式(3)、(4)所示[4]。还有一个副反应,生成副产物 N2O,N2O是温室气体,因此,式(5)的反应是不希望发生的。4NO+4NH3+O2→ 4N2+6H2O(3)2NO2+4NH3+O2→ 3N2+6H2O(4)4NO+4NH3+3O2→ 4N2O+6H2O(5)在 900℃时,NH3 还可以被氧气氧化,如式(6)~(8)所示。 2NH3+3/2O2→ N2+3H2O(6)2NH3+2O2→ N2O+3H2O(7)2NH3+5/2O2→ 2NO+3H2O(8)这就意味着 NH3 除了担任 NO、NO2 的还原剂外,还有相当一部分被烟气中的氧气氧化,而氧化的产物中有N2、N2O 和NO,后者增加了NO 的浓度却降低了脱硝效率。 1 .2 非选择性催化还原工艺 非选择性催化还原工艺(SNCR,SelectiveNon-CatalyticReduction)利用锅炉顶部850~1050℃的高温条件,喷入 NH3 在没有催化剂作用下还原NOx,在锅炉中的布置如图 1 所示[5]。不用催化剂,则不需设置催化反应器,故 ...

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