磷酸化对二氧化钛脱硝性能影响文献综述

毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.研究背景及意义

氮氧化物(NO_x)是大气污染的主要成分之一，我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧，而电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NO_x排放的主要来源之一。氮氧化物(NO_x)会引起酸雨、光化学烟雾等一系列环境问题，同时会危害人体健康，是主要的空气污染物之一，也是目前大气环境保护的重点和难点。统计数据显示，2007年我国火电厂排放的氮氧化物总量己增至840万吨。据专家预测，若不控制，2020年我国氮氧化物排放总量将达到1452万吨^[1]。环保部门表示，十二五期间，氮氧化物总量控制将在全国范围内实行，并提交全国人大常委会批准作为十二五一项新的减排目标^[1]。单就我国目前情况来看，虽然已经采取大量措施来减少烟气当中的氮氧化物，锅炉内控制一般只能减少NO_x排放的30％-50％^[2]，为了达到环保要求，还需要同时采用烟气脱硝。

目前，NH₃选择性催化还原(SCR) NO被认为是一种最有效的烟气脱硝方法。而选择性催化还原（SCR）处理过程中，催化剂是核心。国外在这方面已经积累了30多年的经验与技术，形成了以V₂O₅/TiO₂为主要成分的工业催化剂，其工作温度范围为370 ~ 430℃，脱硝率达80％以上^[1]。但是目前国内烟气脱硝技术的试点工程均从国外引进，催化剂成本高，而国产烟气脱硝催化剂尚待完善与发展，同时，钒基催化剂由于具有剧毒，其后续的回收、处理、再生等过程均有很大的问题。综合考虑效率、效益和工艺等角度考虑，研究开发新型自主产权的SCR脱硝催化剂迫在眉睫。

按照目前催化剂的适用温度区间，SCR反应器应布置于省煤器和除尘器之间，而未经除尘的烟气含有大量飞灰，这对催化剂将产生冲击、磨损、包覆等不利作用，进而降低催化活性，大大缩短催化剂寿命，影响脱硝性能。在整个SCR工艺中，催化剂投资占到了总成本的40％～60％，催化剂的寿命直接决定着SCR系统的运行成本^[1]。因而研究开发具有优异机械性能、具有高活性和较强抗毒性的SCR催化剂，不仅具有很重要的经济与实际意义，还便于与现有锅炉系统匹配、降低脱硝成本。

2、烟气脱硝催化剂研究的进展

2.1 烟气脱硝市场现状及前景

近年来，我国经济的快速发展，是电力需求和供应持续增长，从 1987年的装机容量1亿千瓦直增至2010年底的9.62亿千瓦。比重最大的火电装机容量达70663万千瓦，继续向着大容量、高参数、环保型方向发展。至2010年，火电行业NO_x排放量达到1038万吨，若按2015年达101700万千瓦和2020年达121900万千瓦计，NO_x排放量将分别达到1310万吨和1452万吨。粗略估计，我国目前脱硝催化剂年需求量是3～4万立方米，至2015年将达到约10万立方米。但目前我国SCR催化剂的实际产量只能满足3万～4万立方米^[1]。我国主要SCR生产商及产能见表1

表1 我国主要SCR催化剂生产商及产能