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低温SCR催化剂技术国内外研究现状

时间:2019-10-06 14:21来源:毕业论文
CR装置可以安装在高灰段、低灰段、烟道尾部三个位置。即SCR装置分别安装于空预器和ESP之前;空预器之前、ESP之后;FGD之后三种形式(见图1-1)。现在工业化普遍应用的脱硝催化剂的活

CR装置可以安装在高灰段、低灰段、烟道尾部三个位置。即SCR装置分别安装于空预器和ESP之前;空预器之前、ESP之后;FGD之后三种形式(见图1-1)。现在工业化普遍应用的脱硝催化剂的活性温度在300~400 ℃,所以常采用高温高灰的工艺方法来获得较好的脱硝效果。但此工艺存在明显缺陷:该工艺容易造成设备腐蚀、管道堵塞等现象,从而导致维护费用的增加。由于在高灰区域,烟气中的灰和燃烧释放的重金属离子容易导致催化剂的中毒,缩短催化剂的使用寿命,无形中又增加了成本费用。而若在烟道尾部加装脱硝装置则可以避免高灰高温工艺中催化剂使用寿命短,维护费用高的问题。但此工艺的难点在于烟道尾部的烟气温度较低,要求催化剂在较低的温度下具有较好的脱硝活性。所以SCR低温段脱硝催化剂的研发已经成为热点。 [8-9]18980
SCR工艺的三种主要布置方式
 SCR工艺的三种主要布置方式
 低温SCR催化剂研究现状
1 贵金属催化剂
由于贵金属催化剂具有较高的活性而成为SCR反应中最早研究并使用的催化剂[8]。Pt、Rh、Pd等催化剂均为较常见的贵金属催化剂,这些催化剂主要用于汽车尾气的治理[10]。大部分的贵金属催化剂对CO具有较高的活性,只有Rh对NO的排放有控制作用。在 H2-CO-NOX-O2条件下, Macleod等[11]对比研究了 Pt/ Al2O3和 Pd/Al2O3催化剂对CO的活性效果,结果显示:CO在Pt上的吸附作用较强,但是当CO的吸附量过多时,Pt催化剂会产生中毒现象。并且在实际废气比例下Pd/Al2O3的催化活性优于Pd/SiO2。他们还在H-2+ CO条件下对改性后的Pd/Al2O3催化剂的机制进行了研究。此外 Burch R等人[12]研究了在 NO/ H2/O2条件下Pt/Al2O3和 Pt/ SiO2催化剂的催化活性, Pt/SiO2催化剂拥有良好的低温脱硝活性,即该催化剂在140℃时转化率只有50%,1%Pt/SiO2催化剂在90 ℃时转化率有75%。Qi G S,等[13]把 Pd分别负载在各种柱状粘土(PILC)上,在低温富氧条件下进行活性测试,实验结果显示,在Ti-PILC负载Pd催化剂时催化剂拥有较高的NO的转化率和相比于其他催化剂最高的N2选择性。 源`自<六:维;论-文>网/www.lwfree.cn
但是现阶段贵金属催化剂并没有被广泛用于工业中,主要原因是因为贵金属催化剂的成本过高。同时贵金属催化剂还存在以下缺点:首先,贵金属催化剂会在脱硝反应过程中生成一氧化二氮;其次当NO和NO2同时存在于烟气中时,贵金属催化剂的活性较低。[14]
2 金属氧化物催化剂
在SCR反应中,金属氧化物是目前较为普遍使用的催化剂。金属氧化物催化剂一般分为非负载型、以 TiO2为载体和以 Al2O3为载体的金属氧化物催化剂三种类型[8]。近年来,以氧化铈(CeOX)为活性组分的催化剂用于低温方向脱硝的研究逐渐成为热点。
2.1 以Al2O3为载体的金属氧化物催化剂
由于氧化铝在高温时较稳定,并且含氮的物质在氧化铝的表面更易于吸附和还原,所以在金属氧化物催化剂中Al2O3被认为是较理想的载体。文献[15]以Al2O3负载锰的氧化物为SCR催化剂,在反应温度为100~200 ℃、空速为22000~116000/h时,该催化剂表现出了较高的选择性和催化活性。Ramis 等人[16]制备Fe2O3/Al2O3催化剂,并以氨气为还原剂研究该催化剂对于NO的脱硝效果,实验结果表明,在还原NO的过程中生成中间产物NH2OH。Arve[17]等人研究银的质量分数为1.9%的Ag/Al2O3催化剂在氢气辅助下与正辛烷的SCR反应,并研究其动力学状况。研究结果表明,随着氢气浓度的升高,NO的转化率升高,并且当氢气的体积浓度为0.5%时,NO的反应级数为0.4,辛烷的反应级数为1.4。他们还发现,氢气相对于其他的反应物(NO和正辛烷)在NO转变为N2的反应中起主要作用。 低温SCR催化剂技术国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20191006/40310.html
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