SCR催化剂国内外研究现状
时间:2017-05-07 14:54 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 目前，SCR催化剂研究主要集中在电厂脱硝的低温型催化剂，而实际应用主要集中在中温型。SCR催化剂主要分为以下几类：1 贵金属催化剂在SCR领域，金属催化剂的研究较多，最早作为活性组分被研究的物质是贵金属（如Pt、Pd、Rh、Ru等）。Pt催化剂对碳氢化合物选择性还原NOx的反应具有良好的催化活性，能较好地运用到移动源低温脱氮，特别是用丙烯做还原剂，但是其选择性低。Qi等[7]把Pd分别负载在Ti-PILC、TiO2/Al2O3、Fe-PILC、Al-PILC 和Zr-PILC上，在低温富氧条件下，实验结果表明，N2是主要的产物，在低温下有少量的N2O生成，在高温下则没有N2O生成，在所有的PILC载体催化剂中，Pd/Ti-PILC显示出比其他催化剂更优的催化性能。Wang等[8]人研究了Pt-La-CeO/Al2O3催化剂，研究表明添加La、Ce能提高Pt催化剂的效率，具有较好的耐硫效果。8309 但由于贵金属催化剂成本高，因此在实际应用上并不具有很大的竞争优势。而且存在一些问题如：①贵金属催化剂的选择性一般较差，反应过程中会生成N2O，造成二次污染；②当烟气中NO和NO2同时存在时，催化剂活性不高，一般需要先将NO2还原为NO，这无疑将增加投资并使系统复杂化。 2 金属氧化物催化剂 金属氧化物催化剂主要包括V2O5、WO3、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MoO3、MgO和NiO等金属氧化物或其相互作用的混合物。目前，有关锰氧化物的研究最多。锰基氧化物催化剂具有良好的低温活性[9]，其中以负载型研究较多，比如MnOx/TiO2，MnOx/Al2O3以及MnOx/活性炭[10]都已被相关报道显示出了较好的活性。 但是，Mn基类催化剂抗水抗硫性能较差，在存在SO2时，活性组分MnOx被硫化成硫酸锰盐，致使催化剂寿命降低。此类型催化剂也未见工业化应用的范例。 3 非负载型金属氧化物催化剂 关于非负载型的金属氧化物催化剂，MnOx、CeO2及CO3O4催化剂成为现在国内外的研究重点。Tang等研究了[11]柠檬酸法制备的MnOx、MnOx-CeO2复合催化剂，发现CeO2的添加后使80 ℃下NOx转化率从的31.3%增加到82.4%；活性提高是由于CeO2有利于MnOx催化剂比表面积的增大、吸附性能增强以及单位面积活性位的增多，使得催化剂表面氧的流动性提高，进而促进了NH3的活化。Irfan等[12]通过研究Co3O4-WO3复合氧化物催化剂后，发现低温下其具有较高的抗SO2毒化性能，NOx脱除率达到100%，这主要是由于WO3和Co3O4之间发生了相互的协同作用，使得稳定性和催化效率大大提高。 该类催化剂成本较高，目前尚处在研究阶段，采用何种方式成型尚不清楚，距离大规模工业化应用还有较大一定距离。 4 分子筛催化剂 近几年，以分子筛为催化剂的低温SCR研究报道屡见不鲜，研究中涉及了多种类型的分子筛。如Richter等[13]制备了蛋壳型结构的MnOx/NaY催化剂，在模拟烟气中水蒸气体积分数为5~10%的条件下，在200 ℃左右时可使NO转化率保持在80%~100%，N2选择性保持在90%以上，显示了很好的抗水抑制能力和良好的低温活性。同时，他们认为该催化剂的蛋壳结构是使该催化剂在低温下具有良好的SCR活性的主要原因。文献报道了在丝光沸石与分子筛上负载Ce后，该催化剂不仅得到比较高的脱硝效率，而且可以将没有完全反应的NH3转化为N2，减少了NH3的二次泄漏。朱华青等[14]用离子交换法制备了NH4-β分子筛，考察了该催化剂在SO2存在及有氨、无氨两种不同条件下对NO的低温催化还原性能。实验表明，NH4-β分子筛催化剂在无氨情况下，从室温到250 ℃均可使NO完全转化，有氨时的SCR反应只有温度在230 ℃以上方可使NO100%转化。伍斌等[15]研究了MnO2/NaY催化剂上的NH3低温选择性催化还原，结果表明，温度为120 ℃、空速为5000 h-1时，NO的转化率高达98%；在水蒸气体积分数为10%的条件下，150 ℃时NO的转化率接近90%，说明该催化剂具有较强的耐水能力。 (责任编辑：qin) |