ACF低温SCR脱硝催化剂国内最新研究进展.docx

ACF低温SCR脱硝催化剂国内最新研究进展摘要：低温SCR脱硝催化剂是国内外研究的一个热点。本文总结了国内以活性碳纤维作载体，负载金属氧化物活性物质作催化剂的最新研究成果，并对进一步发展进行了展望。此外，也列举一些脱硝的新方法新尝试。关键词：ACF；低温 ；SCR；脱硝催化剂；新方法Abstract：The catalysts of low-temperature SCR technology for de nitration are the focus of researchers at home and aboard . This paper summarized the latest research development in the field of catalysts which use the ACF as the carrier and that load mental oxides ,meanwhile, further development was proposed in the end .Further ,some new methods had been showed.Key words: ACF; low-temperature; SCR; catalysts for de nitration；new methods氮氧化物( NO x)是主要的大气污染物，主要包括NO、NO2、N2O等，可以引起酸雨、酸雾 、与碳氢化合物可形成光化学烟雾 ，参与臭氧层的 破坏，通过干、湿沉降的作 用， 加重了水体富营养化的影响，而且还会影响人体的呼吸系统。我国 NO x排放总量巨大且呈继续增加态势，烟气脱硝将是继电站脱硫技 术后， 又一个广阔的极具爆发性增长的市场1,3。控制排放主要采取低N0X燃烧技术和烟气脱除两种途径。2SCR 法是目前商业应用最广泛的烟气脱硝技术.制备温度窗口宽、 活性高和选择性强的催化剂是该技术的核心按照催化剂适用的烟气温度条件分类， 一般按照不同的 温度使用窗口可以将 SCR工艺分为：高温、中温、低温三 种不同的SCR工艺。低温SCR是指催化剂的适用温度在 120 300。4商业催化 剂大多要求温度在 350以上才可以发挥很高的 活性； 而对于电站锅炉， 在此温度下脱硝， 必须将其 置于除尘器之前， 由于烟气没有进行除尘， 因此高浓度粉尘和 SO 容易引起催化剂 中毒和使用寿命减少，而且需要预热，增加了能耗和设备费用 因此， 开发具有低温活性的 NH 3 选择催化 NO的催化剂成为国内外研究热点5,6ACF低温SCR脱硝催化剂活性碳纤维 (ACF)具有 比表面大 、微孔结构丰富的特点，常被用作催化 剂的载体。ACF经处理并负载金属氧化物形成的复合催 化剂表现出较好 的催化效果 ，国内外学者对此 类催化剂的低温 SCR活性进行了广泛的研究 。 沈伯雄等研究表明：在有氧条件下，ACF先经浓酸预氧化，然后负载金属氧化物制备 的催化剂具有较好的 NO脱除率，但是金属氧化物的负载量不能太高 ， 否则会降低催化剂的催化活性， 影响 NO的脱除。10 CeO 2ACFN表现出优良的催化活性，从 120300对 NO脱除率均稳 定在 85以上，具有低温催化活性高、催化效果 较高而且稳定和高活性温度域宽等优点，有希望得到实际的工业应用。Mn -CeO x /ACFN 催化剂在 80150的低温范围内具有很高的脱硝效率。在 10相同负载 量下,不同负载情况的催化性能顺序为： CeO2ACF MnOx ( f )- CeO 2ACFMnOx -CeO2 ( f )ACF MnO x ACF MnO x - CeO2AC F5,7,8。Fe具有独特的化学性质， 是较好的助催化剂组分。 陈燕等研究表明：单独负载时12C eO2 ACF的催化活性最好，加入 Fe后 以 10Ce -2FeAC F的活性最佳 ，在反应 温 度 为 80120 时较相同质量分数 的 CeO 2 AC F催化剂 的 选 择 性提高幅度最大达 18.11 ， 且低温活性和活性持久性较好 ， 在所测温 度范围内,其催化效率基本上稳定在 97 以上，由 此可见，Ce - FeACF催化剂明显优于单独负载 CeO 的催化剂9。徐刚华等研究表明:活性碳纤维经硝酸处理再采用浸渍法制备的 Cu( NO3 ) 2 - Ni( NO3 ) 2 ACF催化剂在 150300 的低温范围内具有很高的脱硝效率 ，且高于单组分 Cu( NO3) 2ACF催化剂及Ni( NO3 )2 ACF催化剂,C u ( NO3) 2： Ni( NO3) 2 为 5O： 5O时复合催化剂具有最高的活性10。 马倩等研究表明：负载量为 10的 CeO2 -CoO ACF复合催化剂经煅烧后在 120 240 时具有很高的催化活性11。以上研究都表明以活性碳纤维作载体，负载过渡金属氧化物活性物质作催化剂能得到较好的脱硝效率，复合催化剂比单一催化剂脱硝效率好，加入Fe等助催化剂也有利于脱硝。脱硝新尝试最新的研究表明过氧化氢脱硝是一种清洁节能 、高效稳定 、运行可靠 的脱硝新技术。虽 然过氧化氢洗 涤 脱 硝工艺目前已经 在3 MW 机组上试验成功，且经济性和效率均优于 S C R脱硝工艺。但是，过氧化氢 洗涤脱硝技术副产物硫酸 回收及储存安全性值得考虑 ， 且该技术 尚无在大型燃煤机组上实施的经验 ， 运行可靠性和稳定性需要进一步的考察和验证12。 微波放电脱硝作为一种新能源，微波技术用于燃煤电厂脱硝尚处于初始研究阶段，但由于具有快速、高效省时、节能等优点，可以预见，随着微波技术的更深入研究，该技术将逐步在燃烧行业得到广泛应用13。 另外也有学者在用烃类作还原剂如乙醇和乙烯等做了尝试14,15。结语在环保意识日益提高的今天，寻求清洁节能的低温脱硝方法是学者们努力的方向，新型的低温脱硝催化剂必将为人类带来更好的生活质量。参考文献：1 袁细宁.脱销市场研究现状及发展建议.环境研究与检测，2010,23:48-50. 2 张金龙，辛志玲，张大全. 湿法烟气脱硝技术研究进展. 上海电力学院学报，2010,26（2）:152-155.3 赵继海 ,王文选. 对我国脱硝产业的瞻望.科技博览:234-235.4 沈伯雄 王成东 郭宾彬 梁 材 史展亮. 控制氮氧化物排放的低温 S C R催化剂及工程应用. 电 站 系 统 工 程,2006,22(5):30-34.5 沈伯雄，郭宾彬，史展亮，吴春飞，梁 材. CeO2ACF的低温 S C R烟气脱硝性能研究. 燃 料 化 学 学 报,2007,35(1):126-128.6 沈伯雄 ，梁 材 ，郭宾彬 ，王成东，葛介龙，赵琴霞. 烟气低温 S C R脱硝技术的现状与展望. 电力环境保护,2006,22(6):37-39.7 沈伯雄 ， 史展亮， 郭宾彬 ， 王成东， 吴春飞.CeO2/ACFN和 MnOx/ACFN低温选择性催化还原NO研究.洁净煤技术，2007,13(1):32-35.8 沈伯雄，史展亮，施建伟，杨婷婷，赵 宁. 基于 Mn -CeOx /ACF N的低温 S CR脱硝. 化工进展,2008,27(1):87-91.9 陈 燕 李彩亭 曾光明 樊小鹏. Ce -Fe ACF催化剂低温选择性催化还原 NO 的研究. 环 境工程学报,2010,4(3):625-628.10 徐刚华, 胡将军. ACF负载铜一 镍复合催化剂脱氮性能研究. 长江大 学学报,2009,6(4):163-165.11 马 倩 , 胡将军,李 闯 , 张秋勉 ,陈 熙 . CeO2 -CoOAC F低温 SCR烟气脱氮性能的研究. 环 境 工 程 学 报,2010,4(4):900-902.12 李忠华， 柏 源， 薛建明， 王小明. 火电厂燃煤烟气过氧化氢脱硝技术的研究及应用. 电 力 科 技 与 环 保,2010,26(4)：11-14.13 曹春梅 ，赵晓初 ，赵 毅. 微波直接分解脱除 N O的数值模拟研究. 华 北 电 力 大 学 学 报,2010,37(4)