对比几种布置方式,脱硝效率最高的是低温低灰布置方式,SO2 和烟尘对催化剂活性的 影响较小,而且低灰条件有效延长了使用寿命,但是其较低的温度无法适用于现有的商用催 化剂,成为了这一布置方式应用受限制的主要原因[19]。因此若能开发出低温时活性较好的催 化剂,则可以使火电厂脱硝单元应用低温低灰布置,既节约运行成本,又能避免催化剂活性 受影响。
1。5 Mn 基低温 NH3-SCR 催化剂
由于商业 V2O5-WO3/TiO2 催化剂在操作温度窗口窄、活性温度较高等方面的不足[9],一 些发达国家已经不再使用。此外,在实际应用中,高温 SCR 催化剂会受到粉尘及烟气中其他 物质的影响,降低了催化剂寿命。若使用低温催化剂则可以将 SCR 反应器放在除尘、脱硫之
后,显著降低了 SO2、烟尘等对催化剂的影响,脱硝效率将得到提升,催化剂的寿命也将延 长,因此开发出低温活性优异的 SCR 成为当前需要解决的问题[19,25-27]。
先前的研究表明,Mn 基催化剂在各种金属基催化剂中表现出十分优异的活性[22,23,25-31]。 Boningari 等[28]发现 Mn-Ni(0。4)/TiO2 在 200 oC 时 NO 转化率和 N2 选择性均达到 100%,通过 表征发现 MnO2 是催化剂中主要活性成分;Kim 等[29]发现 s-Mn/Ti 催化剂的脱硝活性随着 Mn 的增加大大增加,原因是催化剂制备过程中表面的 Mn 在 Ti 载体上有优良的分散度;Yang 等 [30]发现 Mn-Fe 尖晶石具有优异的低温活性,(Fe2。5Mn0。5)1-δO4 在 80-160 oC 时表现出优异的活 性,在 γ-Fe2O3 中掺入 Mn 后对 NOx 和 NH3 的吸附能力大大提升,催化剂活性随着 Mn 含量 的增加而增加。
Mn 基催化剂之所以能够表现出良好的低温活性,是因为 Mn 有多种不同价态的化合物, 且可以在多种价态之间转化,这种氧化还原性能能够促进 SCR 反应[27]。Mn 基催化剂主要分 为单组份催化剂、复合催化剂和负载型催化剂[23,26,27]。其中负载型催化剂活性比单组份催化 剂、复合催化剂活性更优异,究其原因是 MnOx 活性物种可以分散在载体上,并且负载型催 化剂对 SO2 等的抵抗能力也更强[21,23,27]。