低温SCR脱硝催化剂的研究.docx

欢迎光临安全人之家https:/www.aqrzj.com低温 SCR 脱硝催化剂的研究摘要:综述了低温 SCR 脱硝催化剂的国内外研究现状，介绍了低温 SCR 脱硝催化剂的种类、反应机理及存在的问题，为制备性能更好的低温 SCR 脱硝催化剂提供依据。NOx 是大气的主要污染物之一，对人体健康和生态环境都有巨大的危害，N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 是 NOx的主要存在形式。高浓度的 NO 会对人体产生强烈危害，NO 进入人体后会与血液中的血红蛋白结合，降低红细胞输送氧气的能力，引起组织缺氧。此外，NO 和 NO2 是光化学污染中的一次污染物，经强烈太阳紫外线照射后会生成新的二次污染物，危害环境。随着我国经济发展的日新月异，氮氧化物的排放日益增多，主要来源于化石燃料的燃烧、机动车尾气的排放。如果不采取进一步的措施，未来我国的氮氧化物排放量将持续增长，势必会造成严重的环境危害。目前应用在工业上的脱硝技术主要是SCR脱硝技术。20 世纪50年代美国Eegelh-arcl公司首先发明了 SCR 脱硝技术，日本于 20 世纪六七十年代实现了商业化应用。SCR 脱硝技术目前以氨催化还原法为主，NH3 优先与 NOx 发生还原脱除反应，生成氮气和水，没有副产物，不形成二次污染。目前商用催化剂主要是 V2O5-WO3、MoO3/TiO2，以 TiO2为载体、V2O5 为活性组分、WO3 或 MoO3 为活性助剂，活性助剂的添加提高了催化剂的高低温活性并有效抑制副反应的发生。该催化剂属于中高温催化剂，活性温度窗口在 300欢迎光临安全人之家https:/www.aqrzj.com400，在低温下无法达到预期的脱硝效果。此外，V 对生态环境有毒害作用，不利于 V 基催化剂的未来发展。因为环境法规的严格要求，包括工业 NOx 的排放标准要求、柴油发动机 NOx 排放限值要求等，需要 SCR 脱硝催化剂毒性更低、温度窗口更宽以及低温活性更好。因此，低温高效、性能稳定、对环境无毒害作用的低温 SCR 脱硝催化剂已成为研究热点。1 低温 SCR 脱硝催化剂1.1 Mn 基低温 SCR 脱硝催化剂由于锰的价态分布较广，不同价态的锰之间能相互转化产生氧化还原性，促进 NH3 选择性还原 NO 从而促进 SCR 反应的进行。Kapteijn 等对单组分的 MnOx 做了深入的研究，制备了不同价态的纯 MnOx，研究了不同价态的 Mn 的催化活性的差异。结果表明，在低温环境中，选用 NH3 作为还原剂进行 SCR 反应，得到结论 MnO2 Mn5O8 Mn2O3 Mn3O4MnO，证明 MnOx 中 Mn 元素的价态对催化剂活性有很大影响。单组分的 Mn 基催化剂虽然反应温度低，催化效率高，但是由于在低温条件下对 N2 的选择性差，对 SO2 和 H2O 的抵抗性能较差，容易在烟气中失活。为了解决单组分 Mn 基催化剂的缺点，近年来研究人员将其他金属元素掺杂到单组分 Mn 基催化剂中，形成复合 Mn 基催化剂。陈志航等采用柠檬酸法制备了一系列铬锰复合氧化物催化剂，考察了铬锰摩尔比对反应活性的影响。实验结果表明，当铬锰摩尔比为0.4 1 时，在空速 30 000 h-1 和 120 条件下，NOx转化率达 98.5%，N2 选择性达 100%。欢迎光临安全人之家https:/www.aqrzj.com(1)以 TiO2 为载体由于 TiO2 表面具有丰富的 Lewis 酸性位点，低温下 NH3易在催化剂上吸附与活性的特性，TiO2 常被用作低温 SCR 催化剂载体。陈焕章等采用共沉淀法制备了 Mn-Co-Fe/TiO2低温 SCR 脱硝催化剂，考察了锰前驱体种类、负载量、活性组分分配比、焙烧温度等对催化剂低温脱硝性能的影响。实验结果表明，以硝酸锰为锰的前驱体，负载量(质量分数)为 20%，Mn、Co、Fe 的摩尔比为 4 1 0.7，焙烧温度为 500 的条件下，NO 的转化率达 97%以上。Zhang 等采用溶剂热合成法制备了掺杂 Sn 的三元混合 Ce-Sn-Ti 催化剂。与未改性的催化剂相比，Sn 掺杂的催化剂显示出较好的低温活性，能较好地耐受 H2O 或 SO2。Sn 的加入可以显著改善和优化金属氧化物的结构，同时证实了 Ce 与 Sn 的协同作用明显增加晶体缺陷、氧空位、酸位以及比表面积。(2)以 Al2O3 为载体郭静等采用凝胶溶胶法制备大比表面积的 Al2O3 载体，等体积浸渍法配制负载 MnOx 和 CeO2 组分的 CeO2-MnOx 催化剂。实验结果表明，活性组分的负载量和焙烧温度对催化剂性能有很大影响。4%CeO2-7%MnOx/Al2O3 催化剂显示了最大催化活性。王晓波等制备了一系列 Fe-Mn/Al2O3 低温 S