SCR技术研究现状及反应原理
时间:2023-02-06 22:46 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 低温SCR催化剂的研制和优化决定的低温SCR催化剂烟气脱硝技术的开发。其中中低温范围内都表现出良好的低温SCR脱硝活性的有Fe2O3/TiO2、CuO/TiO2、MnOx/TiO2、MnOx/AI2O3、CuO/AI2O3和钒系的催化剂[5]。 1 SCR脱硝技术研究现状 1959年Eegelhard公司申请了选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)技术的专利，而日本在1970年之后开始研究并实现了普遍工业运用[6]。相比较而言，SCR脱硝技术是目前最成熟、最高效、应用最广泛的脱硝技术[7]。SCR技术是在一定的温度条件下，使用合适的催化剂，一般是低温防止催化剂失活，通过氨、碳氢化合物、一氧化碳等作为还原气体，其中氨为主要还原剂，与氮氧化物进行反应，从而将氮氧化物变成氮气和水[8]。因为NH3与NO是以1:1的量进行反应的，所以氨气的量应该与NO的量差不多才行。在一般生产过程中为了减少氨的损失，我们往往将氨氮比控制在1:1的范围内。87356 不过令人失望的是SCR反应中也会产生副产物比如N2O等。 2 NH3-SCR反应原理 （1）催化还原法SCR 其中一个反应过程如下: 4NH3+4NO+3O2 →4N2+6H2O SCR反应过程图 SCR的反应过程十分复杂，如图1-2所示，一系列的反映包括NH3直接被氧气氧化和NO，NO2，N2O转化成为硝酸盐和亚硝酸盐等其他化合物，而在各种气体反应的过程中反应温度和外界压力、SCR催化剂的催化性能、反应过程中的气体浓度和各气体的比例等都会影响各反应的反应过程。论文网 上述NH3-SCR脱硝的方法已实现普遍的工业化应用，和使用其他的还原剂的SCR催化方法比较，这种催化反应对温度要求较低，并具催化剂很少有贵金属，使用的寿命也比较长，成本就降低了很多[9]。不过这并不代表这种方法没有缺点 1）因为NH3和氨有一定的腐蚀性，所以反应时所需要的管道和盛放装置需要耐腐蚀，这样就多出很多额外支出。 2）因为NH3的量不好控制，所以容易产生二次产物而对气体进行二次污染，所以必须控制好比例。 3）由于反应后的产物储存困难，所以会造成泄漏污染，而SCR催化剂只能对待单一环境的氮氧化物进行脱硝，比如发电厂的燃煤产生的气体脱硝，所以现在SCR这一领域的研究重点就放在了催化的环境适应，以及催化活性的提高，当然节约成本也是非常重要的。 当然,SCR催化剂还有使用碳氢化合物和一氧化碳进行反应的[10]。不过利用碳氢化合物和一氧化碳进行脱硝的一般是在汽车尾气处理[11]。 但是以碳氢化合物为研究材料的SCR也是可以用于对烟气处理上的，而且不容易造成二次污染，同时原材料还原剂也比较便宜。不过这种还原方法所需要的催化活化能比较高，同时对于碳氢化合物的氧化程度控制比较困难，所以催化剂的要求就有点高了[12]。到现在还是缺少比较合适的催化剂，导致这种催化剂的实用性得到限制。 （2）选择性非催化还原法SNCR 这种方法是在没有催化剂的情况下，温度控制在900摄氏度到1100摄氏度的范围内，通过氨基的还原剂（例如氨或者氨气），把烟气中的氮氧化物选择性的生成氮气和水，这种方法脱除的效率高达50%[13]。不过为了在反应的过程中避免NH3被氧化，一定要严格控制好温度[14]。这种还原方法对于NH3的消耗比SCR来的多，不过因为不需要还原剂，所以节省了成本和一些设备上的费用。由于选择性非催化还原法本身存在一定的缺陷，需要更多的介质来提供反映环境，烟气处理一般只能维持在30-50%，，氨也不易控制造成泄露，导致二次污染，而且含硫化合物燃烧时生成的硫酸氢铵还会损坏设备，所以这种方法在实际应用中并不被广泛认可。 (责任编辑：qin) |