以复合氧化物为载体的脱硝催化剂制备研究(4)
以氨气作为还原剂的SCR脱硝技术是目前学者关注最多、应用最广范，也是最有效的烟气氮氧化合物的脱除技术。使用氨气作为还原剂进行脱硝催化反应，反应如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O （1-1）
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O （1-2）
当氧气含量过量时，还有会有以下副反应的发生：
4NH3+3O2→4N2+6H2O （1-3）
2NH3→N2+3H2 O （1-4）
4NH3+5O2→4NO+6H2O （1-5）
在通常的燃烧产生的烟气氮氧化合物中的NO的含量为95%，NO2的含量为5%，因此实验反应掉的的NH3与NOX的摩尔比接近1:1。在富氧条件下，NH3会优先与硝酸根离子发生反应，并不像其他还原剂（如H2、CO和碳氢化合物等）会首先与O2发生反应，而反应多在大气气氛中进行，氧气的含量会一直处于过量状态，因此实际应用中多采用NH3为还原剂。
1。3 SCR脱硝催化剂
选择性催化还原氮氧化合物的技术核心是SCR脱硝催化剂，SCR脱硝催化剂的性能直接影响着SCR系统的氮氧化合物的脱除效率和使用成本[3]。现在通常的SCR催化剂按照催化剂组分的不同可分为以下三类：贵金属催化剂、分子筛催化剂和金属氧化物催化剂。贵金属如Pt、Rh、Pd催化剂是最早开始使用的SCR催化剂[4-7]，到目前为止仍然是柴油机使用的三类SCR脱硝催化剂的主要成分。之后，人们发现钒系催化剂同样可以作为SCR脱硝催化剂，其催化活性最佳时温度范围多处于250-400℃之间，到目前为止，钒钛系的脱硝催化剂已在火力发电厂中的SCR脱硝系统中商业运行。沸石分子筛脱硝催化剂的催化活性范围较其他催化剂大一些，因此很适用于高温情况的SCR脱硝[8]。三类催化剂的特点如表1-1所示。
表1-1SCR催化剂分类
种类 活性区间（℃） 催化剂实例 特点
中温 250-420 V2O5/TiO2 高脱硝效率、低NH3逃逸率
抗SO2能力强
高温 340-585 沸石分子筛 应用广泛、有较长的运行经验
抗SO2能力好
低温 80-305 贵金属催化剂、Mn系 较窄的反应温度区间
抗SO2能力差
1。3。1中高温SCR脱硝催化剂
（1）分子筛催化剂
分子筛催化剂主要使用在高温情况下的脱硝反应，比如燃气电厂等[9]。脱硝过程中使用的沸石类催化剂大多是通过离子交换的方法制备的金属离子交换沸石，还原剂通常使用碳氢化合物和氨气，使用最多是ZSM-5[10]。可进行离子交换的金属元素主要有Mn、Cu、Pd、V、Ce等。此类催化剂的显著特征是催化剂的活性温度较高，最高的温度可以达到610℃。
A。V。Salker以浸渍法制备了Cu-ZSM-5、Cr-ZSM-5、Fe-ZSM-5催化剂，发现Cu-ZSM-5的催化活性最佳，在450℃时NO的转化率约为69%[11]，通过红外光谱和TPD表征表明催化剂Cu-ZSM-5 可以同时完成对氨气和一氧化氮的吸附，而其他的两种催化剂仅仅对NH3有吸附作用。在对Fe-ZSM-5催化剂的探索中，学者通常比较关注实验气体中二氧化氮的含量对催化剂的脱硝性能的影响，如Mukundan的研究结果表明当反应气体中氧化氮与我二氧化氮的比值为1:1时，可以获得最高的脱硝效率，继续提高NO2的含量并不会进一步提高催化剂的脱硝效率，对此的解释是中间产物[NH4]2NO2是NH3、NO和NO2按照2：1：1的比例反应而产生，而大量的二氧化氮会使副产物N2O的转化率增加。Sultana等通过离子交换的方法制备了Cu-Fe/ZSM-5、Cu/ZSM-5、Fe/ZSM-5催化剂并对这三种催化剂的催化活性进行了比较，发现在150-600℃的反应温度区间，Cu和Fe相互作用可以提高脱硝效率，在催化剂中添加少量的铜就能有效提高催化剂在低温区的活性，原因是铜能显著提高铁的氧化还原能力，有利于反应的循环进行。文献综述
上一篇：四苯乙烯类四氮唑衍生物的合成
下一篇：硝酸锰真空热解法制备Mn3O4粉