1。4　氨选择性催化还原技术

1。4。1　氨选择性催化还原技术简介

氨选择性催化还原技术（NH3-SCR）是一种经济、有效的NOx去除技术[14]。20世纪70年代在日本创立并首次投入使用，随后在美国以及欧洲等国家和地区也得到了广泛应用，目前已被广泛应用于固定源烟气脱硝之中[13]。NH3-SCR技术是指在催化剂存在的条件下，通入NH3作为还原剂，使其选择性地与NO反应生成N2和H2O，从而达到还原NOx的目的。

经比较，多种NOx排放控制技术中，NH3-SCR技术被认为是其中最有前景、最具发展价值的。目前工业上在控制固定源烟气（如燃煤电厂烟气中的NOx）排放中，NH3-SCR技术效果最显著、应用最广泛[6,15]。NH3-SCR技术同样适用于移动源中汽车尾气的NOx排放控制。

1。4。2　NH3-SCR反应机理

NH3-SCR技术主要包括以下三个反应[6,16]： 

反应（1）是核心的选择性催化还原（SCR）反应，即在O2存在条件下，NH3与NO等比例反应生成N2和H2O。但除主反应外也会发生其它副反应，包括非选择性催化还原（NSCR）反应和氨氧化（C-O）反应[17]（即反应（2）和（3）），降低N2选择性，影响催化效率。

SCR反应可通过Langmuir-Hinshelwood机理（吸附态NH3与吸附态NOx发生反应）和Eley-Rideal机理（吸附态NH3与气态NOx发生反应）[8]进行，反应机理的不同与温度、催化剂的种类、反应物浓度等因素有关。文献综述

1。4。3　SCR反应动力学研究

米兰工业大学在早期使用SCR技术去除NOx的研究中，基于商业V2O5–WO3/TiO2催化剂制定出瞬态条件下的动力学模型用于电站烟气脱硝[18]。动力学实验通过瞬态响应法在微反应器中进行，在反应系统中施加扰动（如使进口处的反应物浓度逐步变化）并连续监测在反应器进出口处的各气体浓度进行瞬态响应分析[19]。这种方法的特点是反映了反应的基本步骤。在目前的工作中，瞬态响应法（TRM）及程序升温反应（TPR）分别用于测定进口处反应物浓度的阶跃变化及催化剂温度的线性变化。根据反应系统的简单动力学模型来获得定量的动力学指标。

到目前为止，国内外学者对SCR反应动力学已有大量的研究。在接近真实的烟气条件下，通过建立经验方程或机理模型（Langmuir-Hinshelwood机理和Eley-Rideal机理）进行探究[3]。

研究发现NO还原速率通常取决于气态NO、NH3及O2的浓度，总结出经验幂函数型方程对动力学数据进行建模[7]：

(1。4)

其中，δ、k、[NO（g）]、[NH3（g）]、[O2（g）]、α、β和γ分别指NO的还原速率、反应速率常数、气态NO、NH3和O2的浓度及气态NO、NH3和O2的反应级数。

大量研究显示，基于钒基催化剂的NO还原反应主要通过Eley-Rideal机理进行，即NH3选择性吸附在催化剂表面的酸性位上并得到活化，气相中的NO分子与催化剂表面氧反应生成N2和H2O，表面氧经过气相中的氧在催化剂内部传递而得到更新，从而完成催化循环。理论上测得气态NO反应级数为1，但部分研究人员在0。5~0。8的范围内测量到更小的α[3,7]，Odenbrand等人[20]则发现α随着反应温度的升高而变大。SCR反应性能及动力学常数并不直接与气态O2浓度相关，气态NH3对反应影响极小，几乎为零级反应。另有研究发现基于钒基催化剂的NO还原反应速率通常随着气态NH3浓度的增加而增加[7]。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

1。5　本课题的研究内容及目的

本课题组已对Ce基催化剂[11]、Fe基尖晶石催化剂[21]进行了NO稳态动力学实验，通过改变气态NO浓度和反应温度来得到相应条件下各类催化剂表面的NH3和NO的转化速率，通过拟合动力学方程得到一系列反应速率常数，进而探究催化剂表面通过何种机理（Langmuir-Hinshelwood机理或Eley-Rideal机理）进行SCR反应，最终评价该催化剂的SCR反应活性。