致 谢 。 25
参 考 文 献 26
1 绪论
1。1 NOX 污染现状以及控制技术
1。1。1 NOX 污染现状
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 等化合物是 NOx 的主要成分。根据目前的研究结果表明, 全世界每年由于各种大型企业能源消耗、汽车尾气的排放以及化石燃料的燃烧将向大气中排
放大约 5300 吨的 NO (氮氧化合物)[1,2]。NO 是大气的主要污染物之一,氮氧化合物无节制的论文网排放将带来一系列问题,不仅对环境具有严重的破坏作用,对人体的健康也将产生巨大的影 响。在我国现阶段 NOx 的排放量已经超过了碳和硫化物的排放量成为 PM2。5 大气污染致霾的主 要原因[3]。此外,氮氧化合物与水汽结合将会生成硫酸盐,是酸雨的主要成分之一。酸雨对 人体健康具有巨大的损害,酸雾会通过呼吸道进而进入肺部,导致肺水肿严重的话将会导致 死亡,其次,人类假如果长时间生活在受到酸雨危害的环境中,会导致新生儿童免疫功能受 到破坏导致免疫力下降,而且会大大增加动脉硬化、慢性咽炎、支气管哮喘发病、老人眼部、 呼吸道患病等疾病发生的概率。此外,酸雨对生态系统具有严重的危害,酸雨通过雨水进入 土壤、湖泊、地下水,抑制了土壤对有机物的分解,造成水体的富营养化。除次之外,大气 中的氮氧化合物在光照的条件下还会造成二次污染,导致雾霾以及光化学烟雾的形成,对人 类赖以生存的生态系统具有毁灭性的伤害。
为了缓解化石燃料无节制的使用带来的环境压力,天然气作为一种燃煤、燃油的替代品, 近几十年来在全球一次能源结构比例中崭露头角,且有不断发展与代替化石燃料的趋势[4]。 虽然,天然气的燃烧产生的固体粉尘颗粒物、与燃煤、燃油相比,其燃烧过程产生的颗粒物、 二氧化硫等污染物显著降低,但是氮氧化物的产生量仍然在相同的级别。受限于如今的新能 源发展的不成熟现状,石油、煤炭、天然气仍将是我国未来几十年的主要燃料,如何采用新 技术降低 NOx 排放已经迫在眉睫。
1。1。2 NO 控制技术[6-10]
NH3-SCR 烟气脱硝技术是目前全球范围内使用率最高,技术最先进,氮氧化合物脱除率最 高的一项烟气脱硝技术。SCR(选择性催化还原)技术其作用原理是:在还原剂(NH3 以及其 他氮氧化合物)的作用下,将氮氧化合物转化成目标产物氮气和水而不是 N2O 等其他副产物。 在没有催化剂的条件下,该反应其实也能够进行,但是条件十分苛刻,氮氧化合物需要在 900℃ 的高温下才能发生该反应,但是氨气在高温下极易分解,因此为了使该反应能够更加容易的文献综述
进行,通常加入催化剂来降低其活化能,采用氨气作为还原气体的 SCR 脱硝机理如图 1。1 所 示。
图 1。1 SCR 烟气脱硝原理示意图
所谓“选择性”催化还原是指氮氧化合物与氨气反应的目标产物为氮气和说,生成物不 被 O2 所氧化,而且仅仅只有少量或几乎没有 N2O 副产物生成,烟道气中的 SO2 不被氧气或其他 氧化剂氧化成 SO3,NH3-SCR 烟气脱硝技术其过程比较复杂,涉及的反应方程式也比较复杂, 一直以来都备受关注,其中最主要反应方程式如下所示:
4NO 4NH3 O2 4N2 6H2O (1-1)
6NO 4NH3 5N2 6H2O (1-2)
4NH3 2NO2 O2 3N2 6H2O (1-3) 二氧化硫对铈基脱硝催化剂酸性和活性物种影响(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_91223.html