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1、SCR脱硝催化剂的研究进展 摘要：选择性催化还原(Seleciv alytic Reuction，SC）法是目前可以找到的脱硝效率最高、最为成熟的技术,因其脱硝效率高、无二次污染而被广泛使用。其中SCR催化剂是该技术的核心所在,该文主要介绍了SCR反应机理以及目前主流的SR催化剂。氮氧化物(NOx）主要来自化石燃料的燃烧,按照氮和氧结合形态的不同，可分为多种形式的化合物,主要包括N、N2、N、N2O和N25，其中排放量最多、对大气环境危害最大的是NO和NO2，烟气中90以上的NOx是O。目前，选择性催化还原(SelectiveCtalyti Reductin,CR）技术广泛应用于传统工业。SC
2、反应系统中存在两个难点问题：催化剂失效以及NH过量逃逸，因此，未来研究的重点是探索更好的催化剂。1 法原理SCR法的首次提出是在2世纪年代，2世纪7年代投入工业应用。目前其脱硝效率可达90%以上，该方法是采用NH作为还原剂,通过喷氨格栅进入烟道与烟气混合，进行氧化还原反应生成N2和H2。通过使用合适的催化剂,反应温度可以降低到40以下,脱硝效率可高达9%以上。SCR法是目前工程上广泛使用的、可以用于固定源Ox治理的技术。其中反应（）反应是标准SCR主反应，90%以上的O是NO气体;(2）反应是快速SCR反应，因为该反应较为迅速,NO、O2同时参与反应；（3)反应是SCR反应。在无催化剂存在的条
3、件下,CR反应温度范围都非常狭窄(980 左右）,选择SR催化剂能够降低反应活化能，降低反应温度，应用于实际电厂工况即9030 范围内。2SR脱硝催化剂种类研发具有优良性能的催化剂是SR脱硝技术的核心,因為催化剂的成本很高。目前市面上可见的催化剂有成百上千种,包括低温、超低温、中温等。大体上可将这些催化剂分为以下4类：金属氧化物催化剂、碳基催化剂、贵金属催化剂和分子筛催化剂。. 金属氧化物催化剂金属氧化物的催化能力来自于金属原子与氧原子之间连接的化学键，过渡金属不满的轨道可接受电子或者电子对,形成配合物。许多过渡金属氧化物如:3、r2、MnO2、e2O3、2等,都具有很好的S脱硝活性。村上1等
4、学者专门研究了金属氧化物的而脱硝活性，得到了大致的活性顺序：CuOr2O3Mo3ZnONiO,其中负载了uO的催化剂的活性非常强，但是选择性较差，N3易与O2反应，降低脱硝效率。在众多金属氧化物中,Al2O3由于表面具有大量的羟基而被研究者们看好,并做了大量研究。H. Haa等研究了添加l2O可以增强催化剂的脱硝性能,同时还发现负载AlO有助于提高催化剂的低温活性。进一步的研究表明，当水蒸气存在时，Ga2O/lO3中添加O2可以进一步提高其催化活性，研究者认为，这种高活性来源于催化剂中的GaO-Al键。e等人3制备了CuAl2O3催化剂进行SCR反应,发现催化剂在200 时的脱硝效率为0，同时
5、还进行了抗SO2实验，发现铜氧化物对烟气中的O2非常敏感，活性下降十分明显。尉继英等4制备出SO2Al2O3复合氧化物催化剂,50 时脱硝效率高达71%。研究者还发现，其最高NO转化率所对应的反应温度介于Al23与SnO2之间，且随SO含量的增大而逐渐降低。2.2 碳基催化剂活性炭具有特殊的孔结构和较大的表面积，其实，活性炭本身对N具有较大的吸附能力,具有一定的NH3CR脱硝活性，在固定源NOx的治理中,具有较高的应用价值，负载其上面最常见的活性物质是2O5。Graca-Brdeja等人5通过浸渍法制备了负载型的V2O/A催化剂并发现催化剂在50 可以达到70%以上N的去除率。有很多学者将活性
6、炭用于低温CR反应的研究中,中国科学院山西煤化学研究所的朱珍平等人对V2O5/AC进行研究,并且在模拟烟气中加入了S2，发现O2能够明显提高其脱销活性，推测其原因可能是因为S与3发生反应生成硫酸铵盐，增加表面酸性位，从而提升了催化剂的催化活性。T等人6制备了MnO2/AC催化剂进行研究,发现00 左右脱硝效率高达0%以上,加入Ce进行改性后，低温活性进一步提升。南开大学的沈伯雄等人7采用先预处理后负载的方法制备CO2/AC催化剂,当e的负载量为10 %时，催化剂在120 4 的脱硝效率达到85%以上。.3 贵金属催化剂贵金属类催化剂是出现最早的SC反应催化剂，催化剂中负载的贵金属含量越高,其活
7、性也越高。该催化剂的优点是具有较高的催化活性和热稳定性,具有较好的抗硫中毒能力，但缺点也很明显，对H具有一定的氧化作用，并且价格昂贵。A.Keavraj等人用共沉淀法制备了纳米gAl2O3催化剂，具有较高的催化活性，脱硝效率最大可达90%以上，并且通过长时间的实验，没有观察到明显的脱硝效率下降的现象。J. Li9等制备了n/Al2O3催化剂，其最高脱硝效率达到10%。-,pt-和h-负载型催化制也显示出了较好的活性，但是贵金属催化剂普遍存在一些问题:如选择性低、价格高、反应过程有副产物等。2.4 分子筛催化剂近年来，低成本无毒的分子筛催化剂因具有活性高、反应温度窗口宽，酸度适宜、稳定性好等优点
8、而受到研究者的青睐。具有NH3SC活性的分子筛结构有许多，如常见的ZM-5、E、USY、SS-13等等,通过不同的制备方法将金属活性组分（C,Mn，Ce,Fe等）负载在分子筛上。利用分子筛能够实现主要活性组分定域分布的优点,使得其性能更加优良，这一点是其它载体所不能达到的10,另外，其耐热性及耐水蒸汽稳定性都较好,并且具有较宽的反应温度窗口和较高的抗硫中毒能力，被认为是最具有实际应用前景的SCR催化剂。MIaoto等1将多种金属离子负载在分子筛上制备成催化剂，发现负载有Cu2+分子筛的催化剂具有较高的催化活性,其催化活性的大小与多种因素有关。研究者还发现，C2+离子的交换度越大,分子筛的催化活性越高。 结论（1)选择性催化还原法是目前国内外电站普遍采用的烟气脱硝技术。催化剂是S脱硝工艺的核心，其热稳定性、催化活性、抗硫能力均会影响响使用寿命及运行成本。(）脱硝催化剂主要有金属氧化物催化剂、碳基催化剂、贵金属催化剂和分子筛催化剂等。目前应用较多的SCR催化剂是氧化钛基催化剂，主要成分为TiO2、2O5、WO3等。（3)催化剂的研究方向应着眼于高活性催化剂的设计和制备,研发低温SC抗O2中毒的催化剂,以提高活性、降低成本为目标。
