NOx的催化还原材料.

气相催化材料NOx催化还原主讲人：张媛媛氮氧化物污染控制1.氮氧化物的性质及来源2.燃烧过程中氮氧化物的形成机理3.低氮氧化物燃烧技术4.烟气脱硝技术5.SCR催化剂1.氮氧化物的性质及来源NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在NOx的性质N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分氮氧化物的性质及来源NOx的性质（续）NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降NOx的来源固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a）人类活动（5×107t/a）燃料燃烧占90％95％以NO形式，其余主要为NO2氮氧化物的来源2.燃烧过程NOx的形成机理形成机理燃料型NOx燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx高温下N2与O2反应生成的NOx瞬时NOx低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOx3.氮氧化物的燃烧技术控制NOx排放的技术措施可以分为两类：一是所谓的源头控制，其特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程中NOx的生成反应；另一类是所谓的尾部排放，其特征是把已经生成的NOx通过某种手段还原为N2从而降低NOx的排放量。4.烟气脱硝技术目前有两类商业化的烟气脱硝技术，分别称为选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR)烟气脱硝技术及其应用在我国刚刚起步，选择性催化还原(SCR)法以其反应温度较低，净化率高，运行可靠，二次污染小等优点，在发达国家已成为脱除NOx的首选方法。烟气脱硝技术1.选择性催化还原法（SCR）SCR法的基本原理是在一定的温度(电厂脱硝温度一般在250～400℃左右)和催化剂的作用下，还原剂有选择地将烟气中的NOx还原为无毒无害的N2和H2O。催化剂：通常是为陶瓷蜂窝状或板状，活性材料通常有贵金属、碱性金属氧化物和沸石等组成322232222444686712NHNOONHONHNOONHO322322245464326NHONOHONHONHONOx被选择的还原：潜在的氧化反应选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝技术2.选择性非催化还原法（SNCR）尿素和氨基化合物作为还原剂，较高反应温度化学反应同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生3222222224656()20.522NHNONHOCONHNOONCOHO烟气脱硝技术3.吸收法碱液吸收必须首先将一半以上的NO氧化为NOxNO/NOx＝1效果最佳强硫酸吸收23222222233222232222422222222,,,,()NOMOHMNOMNOHONONOMOHMNOHONONaCONaNONaNOCONONONaCONaNOCOMKNaCaMgNH2244222NONOHSONOHSOHO5.SCR催化剂SCR催化剂已成为当今世界脱硝技术的研究重点之一，研究工作以催化剂活性组分和催化剂载体两方面为主。脱硝催化反应在催化剂活性组分中心进行。催化剂载体影响活性组分的数量及其担载分布，从而影响其催化性能；同时载体本身的物理、化学稳定性对活性组分的性能发挥也有重要作用。SCR催化剂5.1按活性组份分（1）含Pt-Rh和Pd等贵金属组分的催化剂这一类催化剂通常以氧化铝等整体式陶瓷作为载体，其表面涂敷活性贵金属组分。这类催化剂有较高的活性且反应温度较低，缺点是对NH3有一定的氧化作用，易中毒失效。因此在二十世纪八九十年代以后逐渐被淘汰。（2）含金属氧化物类催化剂此类催化剂以金属氧化物、活性炭等作为活性成分。以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2、活性炭（AC）等作为载体。目前工程中应用最多的SCR催化剂是氧化钛基催化剂，以TiO2为载体，以V2O5、WO3为活性成份，一般TiO2含量为90%左右。（3）沸石分子筛型催化剂这一类催化剂的特点是活性温度较高，最高可以达到600℃。这类催化剂也是目前国外学者研究的重点，但在工业应用还不多。5.2按结构形式分（1）平板催化剂平板式催化剂采用钢板作为骨架，表面涂敷活性催化剂后烧结成型。相对重量轻，比表面积小，与波纹板式催化剂、蜂窝式催化剂相比在处理的烟气量相同时，体积较大。在国外还用于垃圾焚烧炉后的尾气脱硝。市场占有份额为20%～30%。（2）波纹板式催化剂波纹板式催化剂采用玻璃纤维板或陶瓷板作基材，浸渍催化剂后烧结成型，市场占有份额约5%。（3）蜂窝式催化剂蜂窝式催化剂是将催化剂粉料和陶瓷物料均匀混合后挤压成型为蜂窝状，然后烧结成型。催化剂与整体结构混合均匀，孔隙率高，强度高，磨损不易导致催化剂剥离、散失，催化剂很难失效。蜂窝式催化剂具有足够的强度，同时具有表面和深层催化作用，完全能满足需要。市场占有份额为60%～70%。