氨选择性催化还原(SCR)脱除氮氧化物的研究

文中简要介绍了NOx的排放危害，通过对SCR(Selective Catalytic Reduction)选择性还原烟气脱硝技术的化学过程、工艺过程的概述，结合常用的典型催化剂，对SCR进行了简要介绍。同时文章还对SCR存在的某些问题进行了分析和总结。     

碳酸氢铵选择性非催化还原烟气中的氮氧化物

总结了国外选择性非催化还原技术的应用情况,在一台小型沉降炉上进行碳酸氢铵溶液喷射、还原模拟烟气中氮氧化物的实验研究．研究表明：碳酸氢铵溶液在合适的反应温度（750～950℃）下,氨氮比为1～2,即可取得50％～80％的NOx还原;氨氮比为2．3时,NOx还原率高达87％．使用碳酸氢铵烟气脱硝技术,效果较好,二次污染物N2O的生成少,且经济安全．     

烟煤焦催化还原NOx实验研究

研究了烟煤焦在催化剂的作用下对Nx的还原过程。实验发现,烟煤焦中 廉价催化剂的存在对煤焦异相还原NOx有很大的影响,在合适的反应温度和化学当量比（SR）条件下,煤焦中的催化剂能降低NOx还原反应的活化能,加快NOx还原反应的速度,提高NOx的还原率。实验使用两种催化剂后,NOx的还原率可超过50％,几乎达到与褐煤及气体再燃烧相同的再燃效果。     

车用柴油机选择性催化还原技术的试验研究

选择性催化还原技术(SCR)是当前主流的降低车用柴油机NOx排放的后处理技术。文章首先详细阐述了Urea-SCR系统的反应机理、系统组成和工作过程,然后在发动机台架上对装有SCR后处理系统的国Ⅳ柴油机进行了相关的试验研究。通过稳态ESC和瞬态ETC测试循环试验结果表明,利用开环控制策略下的SCR技术能使NOx排放降低率达到66%以上。同时对尿素与燃油的消耗量以及氨气的泄漏情况分别进行了比较和分析,试验表明本套SCR系统尿素水溶液消耗量仅占燃油的5.8%,即柴油车运行100km大约消耗2.5L尿素溶液,而系统氨的排放小于5×10-6。     

降低柴油机排气中氮氧化物含量的催化还原系统的研究

本文提出了一个带二次燃料喷射的NO2催化还原系统，并对其进行了模拟试验。试验中发现，用燃料作还原剂时，以Al3O3为载体的AgAlO2催化剂在NO2的还原反应中表现出较强的活性，是一种较理想的NO2还原反应催化剂。试验中还发现，随着喷入的燃料所产生的醛类的浓度的增加，NO2的转化效率不断增加。     

选择性催化还原烟气脱硝过程数学模拟研究

SCR烟气脱硝反应过程数学模型是催化反应器设计、运行控制的基础。进行了SCR烟气脱硝反应的实验研究,考察了有关参数对脱硝性能的影响,获得了脱硝性能与这些参数之间关系的定量数据;根据SCR烟气脱硝反应过程的有关机理,建立了SCR烟气脱硝反应过程的数学模型,该模型采用Eley-Rideal机理模型作为催化剂表面反应动力学模型,并考虑了催化剂壁内的传质。对利用SCR烟气脱硝宏观反应数据推算模型中的化学反应动力学参数的方法进行了研究,用小型实验数据推算了模型中的化学反应动力学参数。数学模型采用有限差分法求取数值解,数值模拟结果与实验结果符合良好,说明模型是合理的。     

柴油机选择性催化还原后处理系统仿真

采用计算流体动力学(CFD)与化学反应动力学结合的方法,建立了车用Urea-SCR排气后处理系统的数值模型,包括尿素水溶液蒸发及热解、催化还原化学反应等过程,NH3吸附/解吸附反应被视为"冻结".采用一维CFD计算分析了不同温度下(260℃、280℃、320℃、408℃),n(NH3)/n(Nox)(物质的量之比)≤1对Nox转化率的影响;采用三维CFD计算比较了混合器对系统流场、浓度场及Nox转化率的影响.计算结果表明:NH3不过量时,高温下Nox转化率与n(NH3)/n(Nox)成正比,低温下存在一个临界n(NH3)/n(Nox),达到该临界值后Nox转化率趋于定值,NH3泄漏迅速增加;较好的混合器设计可以增加尿素热解时间和催化剂前NH,体积分数分布均匀性从而提高Nox转化率;仿真与试验结果吻合较好.     

NeNOx催化剂研究进展

氮氧化物的脱除是治理空气污染的一大难题。选择性催化还原、非选择性催化还原及催化分解是目前研究较多的脱除氮氧化物的方法。本文介绍了这３类催化剂的研究历史、现状及应用前景。     

烟煤焦催化还原NO_x实验研究

研究了烟煤焦在催化剂的作用下对 NOx 的还原过程。实验发现 ,烟煤焦中廉价催化剂的存在对煤焦异相还原 NOx 有很大的影响 ,在合适的反应温度和化学当量比 ( SR)条件下 ,煤焦中的催化剂能降低 NOx 还原反应的活化能 ,加快 NOx 还原反应的速度 ,提高 NOx 的还原率。实验使用两种催化剂后 ,NOx 的还原率可超过 5 0 % ,几乎达到与褐煤及气体再燃燃料相同的再燃效果     

选择性催化还原烟气脱硝技术中间试验

氮氧化物选择性催化还原技术是发达国家广泛采用的火电厂烟气脱硝技术,我国尚不掌握火电厂SCR烟气脱硝装置的设计技术和相关经验。根据前期进行的SCR烟气脱硝小型试验结果,结合计算流体力学(CFD)软件设计并建立了SCR烟气脱硝中间试验装置。在实际燃煤条件下,进行有关的试验,考察了氨氮比、空速和温度对脱硝效率的影响,试验数据与小型试验结果基本吻合,从而验证了中试装置设计的合理性,所形成的设计方法和获得的经验对全尺寸装置的设计有重要参考价值。图4参4     

燃煤电厂选择性催化还原烟气脱硝系统的性能试验

在420 t/h电站燃煤锅炉尾部建立了选择性催化还原脱硝工业性试验装置,重点研究了NH3/NOx摩尔比、反应温度、反应空速等因素对烟气脱硝效率的影响.结果表明:当NH3/NOx摩尔比小于1时,脱硝效率随着NH3/NOx摩尔比的增大而提高;当NH3/NOx摩尔比大于1时,随着NH3/NOx摩尔比的增大,脱硝效率变化不明显;当NH3/NOx摩尔比为0.9、反应温度为325～350℃时,脱硝效率达到90%;当空速小于4 760 h-1时,随着空速提高,脱硝效率基本不变;当空速大于4 760 h-1后,脱硝效率随空速提高迅速降低.试验研究还发现:氨逃逸量随着NH3/NOx摩尔比的增大而逐渐增大;当NH3/NOx摩尔比小于0.95时,氨逃逸量均能满足设计要求;在325～350℃内,SO2/SO3转化率随反应温度的升高而提高,且均小于0.6%,符合设计要求.     

Cu/ZSM-5分子筛催化剂SCR催化性能

采用液态离子交换法制备了不同Cu含量的Cu/ZSM-5分子筛催化剂.对其理化特性和在NH3-选择性催化还原反应中催化性能的评价结果表明:Cu元素主要以Cu+离子的形式富集于分子筛的浅层及表面,且分散性较好.Cu质量分数低于6.39%时,NO低温转化率随Cu含量的增加而增加;而在Cu质量分数超过6.39%后,随Cu含量的增加,高温NO转化率开始衰减的温度降低.反应气流速在150,000,h-1以内时,反应气流速对Cu/ZSM-5催化剂的活性温度窗口影响不大.     

添加剂作用于选择性非催化还原过程的研究进展

阐述了选择性非催化还原工艺的原理和主要影响因素,探讨了各种添加剂作用于SNCR过程的特点.通过分析添加剂对试验结果的影响,以及参照添加剂作用于NOx还原的化学动力学机理,评估了添加剂在拓宽反应温度窗口、降低最佳还原温度、提高温度窗口内的脱硝效率、减少氨泄漏以及抑制二次污染物（N2O、N02及CO）排放等方面的作用.分析了SNCR过程中添加剂的作用规律,为进一步探索其他新型高效添加剂提供了理论依据,以实现脱硝效率高、经济性好、二次污染物排放少的NOx控制手段.     

CuO/γ-Al2O3催化剂选择性催化还原NO

利用溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3,催化剂颗粒,在固定床上测试催化脱硝活性.CuO/γ-Al2O3在250～400℃范围内脱硝效率达到90%以上.硫化作用后催化剂的最佳温度窗口向高温方向移动.利用程序升温方法研究了.CuO/γ-Al2O3对NH3的氧化性能,经硫化后催化剂NH3的氧化性能下降,降低了催化剂在低温区脱硝活性.NH3和NO的脱附实验显示NH3和NO在催化剂表面存在明显的吸附现象.经硫化经后催化剂增加了对NH3的吸附量,降低了对NO的吸附量.暂态实验证明NH3以吸附态参与反应,而NO以气态或者弱吸附态参与反应.NO的吸附在实际SCR反应过程中影响有限.动力学计算显示溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3拥有较低的选择性催化还原反应活化能.     

选择性催化还原法催化剂的钝化及其更换

本文主要介绍选择性催化还原法(SCR)脱硝技术采用的催化剂在运行过程中的钝化机理及其更换方法。由于催化剂在SCR系统中的重要地位，了解和掌握催化剂的钝化机理和更换方法对于延长催化剂的使用寿命，降低SCR系统的运行成本有着十分重要的意义。     

低NO_x燃烧与选择性非催化还原联合深度脱硝技术的应用

氮氧化物是大气的主要污染物,随着世界各地环保标准的不断提高,采用低NOx燃烧与其他脱硝技术结合的联合深度脱硝技术是既经济又环保的选择。首先介绍了低NOx燃烧器、再燃技术和与SNCR技术结合的联合深度脱硝技术的研究发展。然后介绍了浙江大学自主研发的低NOx燃烧与SNCR联合深度脱硝技术在410 t/h锅炉上的改造应用,实施改造后,锅炉运行正常,对主要运行参数影响小,达到了预期脱硝要求。锅炉飞灰含碳量大多情况在3%以下,NOx从原来的550 mg/m3左右降到了150~200 mg/m3,联合脱硝率在70%左右。     

轿车用共轨柴油喷射发动机催化还原NOx

环保意识的增强及对节油经济性的要求促使生产厂家不断推出新型高效轿车用柴油机,采用共轨喷油系统的柴油机可以满足上述要求,而且配上先进的排气后处理系统,还能达到的排放法规的规定,这种系统队能对ＣＯ,ＨＣ及柴油颗粒的降低有效外,还能在富氧条件下适当还原ＮＯｘ本文介绍了应用共轨喷油系统采用增浓ＨＣ方法在富氧条件下催化还原ＮＯｘ的进展情况。     

柴油机尿素选择催化还原技术现状及发展趋势

严格的排放法规要求进一步降低NOx排放,选择催化还原(SCR)技术是欧V和欧VI阶段去除NOx的主流技术。首先介绍降低柴油机NOx排放的尿素选择催化还原技术(Urea-SCR)的化学反应机理,然后分别从尿素存储装置、尿素供给系统、催化器及控制单元等方面指出Urea-SCR的研究现状,最终在已有研究基础上对SCR技术的发展趋势进行分析。     

氟掺杂VOx/TiOy低温选择性催化还原催化剂的制备及其性能

通过溶胶一凝胶法制得氟掺杂氧化钛载体,然后负载活性组分氧化钒,制得了不同氟掺杂量的氧化钒/氧化钛催化剂,并对这些催化剂进行了活性测试和表征.结果表明:氟掺杂能大幅度提高催化剂的低温选择性催化还原(SCR)性能,且氟掺杂量为[F]/[Ti]=1.35×10-2时,催化活性最好;在453 K时,该催化荆对NO的脱除效率为61%,在483 K时,NO的脱除效率为97%;SO2和H2O对氟掺杂催化剂上的低温SCR反应存在协同抑制效应,且该抑制效应是可逆的;催化剂活性得到提高的原因在于,氟掺杂增强了活性组分氧化钒与载体氧化钛之间的相互作用,有利于提高催化剂的氧化还原性能,同时促进了超氧自由基的形成,有利于中间产物NO2和NO3-的生成.     

烟气氮氧化物脱除技术的特点分析

氮氧化物(N02)是大气主要污染物之一，也是目前大气污染治理的一大难题。文章着重介绍了近年来国内外应用和正在研究开发的一些烟气氮氧化物脱除技术，其中包括选择性催化还原法、非催化选择性还原法、催化分解法、等离子体法、液体吸收法、吸附法以及生物法等等。综述了目前治理的相应技术措施的现状和发展趋势，分析几种主要方法的特点和存在的问题，指出了烟气脱氮的现状及发展方向。