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文献综述
文 献 综 述目前国内外已经使用或处于实验研究的烟气脱硝技术已经有如下:选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、吸附法、等离子去除法、直接生物法等等[1-4]。
如表1,对其各脱硝技术特点进行了总结:脱硝技术 优势和劣势 脱硝效率 投资成本SCR 效率高,技术成熟,大型设备应用广泛,适合排放量大的固定源和移动源 90%以上 高SNCR 无催化剂成本限制,投资较少,容易造成二次污染,氨逃逸量大,适合较大的固定源排放 40%~60% 低等离子去除法 对于烟气可高效脱硫脱硝,但是反应能耗较高,附加的设备提高了造价,实际成本较高 85%以上 中吸附法 设备简单,可同时脱硫,但吸附量小,吸附剂用量大,适合较小的固定源排放 80~90% 低直接生物法 工艺设备简单,效率高,能耗低,无二次污染,但处于研究阶段 无 低由综合来看SCR(selective catalytic reduction)更适合当前环境友好型社会发展的需要,其中,氨法选择性催化还原脱硝法(NH3-SCR)是技术层面相当成功和研究最广泛的烟气脱硝技术。
NH3-SCR技术以NH3为还原剂,以烟气中的NOx和O2为氧化剂,在各种含有金属或金属氧化物的作用下,选择性地生成N2和H2O环境友好型产物。
可用以下方程式公式 1和公式 2表示: 公式 1 公式 2同时也会产生一些副反应,如: 公式 3 公式 4 公式 5 公式 6由公式 3可知,其会导致脱硝反应选择性变差,而由公式 4、公式 5和公式 6可知,其副作用会导致大量还原剂的浪费。
而温度越高,越容易导致氨和氧气的剧烈氧化,所以一般NH3-SCR反应的温度最高不得超过450℃[6]。
SCR催化剂通常由以下部分组成:活性组分,载体和其它助剂。
活性组分起着降低活化能,提供反应活性位的作用;载体则是催化剂活性组分的骨架,起着分散活性组分,支撑结构和发挥导热的作用;其它SCR助剂起着增强热稳定性和抗中毒能力的作用[7]。
催化剂的成本占整个SCR脱硝系统的30%以上,SCR催化剂的老化更换和大量还原剂(NH3)的使用占据了大部分的运行费用[8],可以说SCR脱硝技术难点其实就是优异性能SCR催化剂的研发,目前,在研究或已使用的 SCR脱硝催化剂可分为这几类:贵金属催化剂,金属氧化物催化剂,分子筛催化剂等。
贵金属催化剂在SCR 催化剂研究属于较早的一类,主要的活性成分以Pt、Pd、Rh、Ag等为主,具有优异的低温活性,但是选择性较差,易产生N2O等副产物,SO2抗性较差,加之高昂的成本,未能在烟气脱硝领域得到广泛的使用[8],现阶段主要应用于低温条件下或汽车尾气中氮氧化物的脱除。
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