关于低温SCR脱硝催化剂的研究进展
低温SCR脱硝技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 引言 • 低温SCR脱硝技术原理 • 低温SCR脱硝技术应用 • 低温SCR脱硝技术发展前景 • 结论
目录
CONTENTS
01
引言
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
催化剂的载体通常为陶瓷材料,如Al2O3、SiO2和ZrO2等,它们能够提供足够的表 面积和稳定性,支持催化剂活性成分的分散和附着。
03
低温SCR脱硝技术应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
应用领域
01
02
03
电力行业
适用于燃煤、燃气和燃油 发电厂,以及工业锅炉和 窑炉等。
THANKS
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该反应是选择性催化还原反应,只有 在合适的温度和催化剂的作用下才能 发生。
主要的化学反应方程式为:4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O。
催化剂的作用
催化剂是低温SCR脱硝技术的核心组成部分,它能够加速化学反应的速率,降低反 应温度。
催化剂的活性成分通常是金属氧化物或混合金属氧化物,如V2O5、WO3和TiO2等。
将低温SCR脱硝技术应用于更多的工业领域,如钢铁、电力、化工等,扩大技术的应用范 围。
加强低温SCR脱硝技术的国际合作与交流
通过国际合作与交流,推动低温SCR脱硝技术的全球推广和应用。
技术发展对环境的影响
减少氮氧化物的排放
低温SCR脱硝技术的应用将有效减少氮氧化物的排放,减轻对环 境的污染。
提高空气质量
锰基低温SCR催化剂研究进展
锰基低温SCR催化剂研究进展周卫可;闫东杰;黄学敏;刘颖慧【摘要】This paper reviews the status of the manganese-based low-temperature SCR catalyst,emphatically introduces the manganese valence,the preparation conditions,precursor,additives and other manganese-based low-temperature SCR catalyst denitration activity impact.It discusses many problems manganese-based low-temperature SCR catalysts for flue gas denitrification exist.What' s more,it prospects the development of a manganese-based low-temperature SCR technology.%综述了锰基低温SCR催化剂的研究现状,着重介绍了锰元素价态、制备条件、前驱体、助剂等对锰基低温SCR催化剂脱硝活性的影响,探讨了锰基低温SCR催化剂用于烟气脱硝存在的诸多问题,展望了锰基低温SCR技术的发展方向.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)010【总页数】4页(P2010-2013)【关键词】锰基;低温SCR;活性;抗毒【作者】周卫可;闫东杰;黄学敏;刘颖慧【作者单位】西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西省环境工程重点实验室,陕西西安 710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西省环境工程重点实验室,陕西西安 710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西省环境工程重点实验室,陕西西安 710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西省环境工程重点实验室,陕西西安 710055【正文语种】中文【中图分类】TQ426;X511氮氧化物是造成大气污染的主要污染物之一,可引起酸雨、光化学烟雾等一系列破坏生态环境甚至危害人体健康的诸多问题。
低温脱硝方案
低温脱硝方案低温脱硝是一种常用的脱硝技术,它能够有效地降低烟气中的氮氧化物排放。
本文将介绍一种低温脱硝方案,并探讨其原理和应用前景。
1.方案介绍低温脱硝方案采用SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原)技术来降低烟气中的氮氧化物排放。
该方案主要由催化剂、还原剂和催化反应器组成。
催化剂通常采用钒钛催化剂,还原剂一般选择氨水或尿素溶液。
催化反应器是实施催化反应的核心设备。
2.原理解析低温脱硝方案的主要原理是利用催化剂在适宜的温度下催化还原剂与氮氧化物发生反应。
首先,还原剂(如氨水)在催化剂的作用下与氮氧化物发生氢氧化反应,生成氮和水。
其中,催化剂起到了催化作用,提高了反应速率。
催化反应器的设计和运行条件的选择对反应效果具有重要影响。
3.应用前景低温脱硝方案在大气污染治理中具有广阔的应用前景。
它可以有效地降低烟气中的氮氧化物排放,减少对大气环境的污染。
此外,该方案具有技术成熟、投资成本低、操作简便等优点,适用于各类工业燃烧装置。
4.方案改进为了进一步提高低温脱硝方案的效果,可以对方案进行一些改进。
首先,可以优化催化剂的选择和制备方法,提高催化剂的活性和稳定性。
其次,可以改进催化反应器的结构和运行条件,增强催化剂与反应物之间的接触程度,提高反应效率。
此外,还可以研究更加环保的还原剂,减少对环境的影响。
5.总结低温脱硝方案是一种有效的脱硝技术,可以降低烟气中的氮氧化物排放。
其原理是利用催化剂在低温下催化还原剂与氮氧化物反应,生成无害物质。
该方案具有广阔的应用前景,可以在大气污染治理中发挥重要作用。
为了进一步提高方案效果,可以对催化剂和反应器进行改进和优化。
通过不断的技术创新和改进,低温脱硝方案将更加高效地应对烟气中氮氧化物排放问题。
中科院兰州化物所科技成果——低温脱硝催化剂生产与工业应用
中科院兰州化物所科技成果——低温脱硝催化剂生
产与工业应用
成果介绍本团队设计了整套低温SCR脱硝催化剂生产技术参数包,在中温催化剂生产线上可连续化生产,理化性能指标优于国家标准。
在河北中煤旭阳焦化有限公司建成两套焦炉脱硝装置,并稳定运行6个月(截止2018年11月)以上,在氨氮比约为1:1的条件下,出口NOx浓度低于10mg/Nm3,可满足最严格的国家超低排放标准(NOx浓度小于50mg/Nm3);在喷氨量不足的条件下,出口NOx浓度控制在约60mg/Nm3,远远低于国家重点地区排放标准限值(NOx 浓度小于100mg/Nm3),脱硝性能良好。
该催化剂已在焦化、玻璃、导热油炉等领域推广十余套。
技术指标
蜂窝式脱硝催化剂工作温度区间200-300℃,脱硝率≥90%,反应空速2500-3000h-1,氨逃逸率≤3ppm,SO2氧化率≤1%,抗压强度大于1.0MPa,抗水、抗硫性能良好,使用寿命24000小时。
成熟程度批量生产
应用领域玻璃窑炉、陶瓷炉、供热锅炉、焦化行业、煤化工等实施案例
河北中煤旭阳焦化有限公司两条生产线中焦炉烟气脱硝处理,入口温度为230-240℃、NOx浓度≥400mg/Nm3、SO2浓度≥100mg/Nm3、水含量≥10vol.%;经过脱硝装置处理后,出口NOx浓度≤60mg/Nm3。
合作方式技术开发、技术转让、技术服务、共建载体。
低温SCR脱硝催化剂的研究
低温SCR脱硝催化剂的研究前言SCR脱硝技术是工业废气脱硝的一种重要方法。
其中,低温SCR脱硝技术在工业生产中得到了广泛应用。
低温SCR脱硝催化剂是该技术的核心组成部分。
本文将对低温SCR脱硝催化剂的研究进行探讨,并分析其在实际应用中的优缺点。
低温SCR脱硝催化剂的研究历程低温SCR脱硝催化剂的研究历程可以追溯到上世纪80年代。
当时,人们开始研究在低温下如何将氮氧化物熔融性重超标排放的燃料中进行脱除。
随着科技的发展,人们逐渐发现铜以及铜系复合氧化物催化剂能够有效地提高SCR脱硝的活性,形成了具有独特性能的低温SCR催化剂。
目前,低温SCR脱硝催化剂的研究主要集中在优化组分、载体和加工工艺。
随着技术的发展,人们已经成功地开发出了一批高效、稳定、耐腐蚀、耐高温、低氨选择性的催化剂。
在用于空气净化等方面,取得了良好的应用效果。
低温SCR脱硝催化剂的优缺点低温SCR脱硝催化剂的优点:1.可在低温下起到明显的催化作用,降低了能源消耗,提高了工程的经济性;2.具有很高的选择性,减少了对其他气体组分的影响,对一些有害的副产物可以起到很好的净化作用;3.在反应过程中不会产生二氧化硫等有害物质,更加环保。
低温SCR脱硝催化剂的缺点:1.对氨气的含量和空气中水蒸气的含量有较高的要求;2.不同催化剂的适用范围不同,需要选择合适的催化剂;3.对氨选择性、抗空气干燥等性能要求较高。
因此,需要在实际应用中根据不同的实际情况进行催化剂选择和应用,以实现最优的脱硝效果。
结语总的来说,低温SCR脱硝催化剂的研究取得了很大的进展,其具有的优势得到了广泛的应用。
但是,在实际应用中也存在一些问题和局限性,需要注意选择合适的催化剂以达到理想的脱硝效果。
低温SCR脱硝催化剂综述
低温SCR脱硝催化剂综述高翔;卢徐节;胡明华【摘要】目前氮氧化物(NOx)的污染越来越严重,低温选择性催化还原法(SCR)脱硝催化技术作为新型的、具有潜力的烟气脱硝技术,备受人们关注。
综述了低温SCR脱硝催化剂的的研究现状,着重介绍了锰基催化剂、钒基催化剂以及其他金属氧化物催化剂的研究进展,阐述了不同种类的催化剂制备方法、载体,以及使用不同种类的金属氧化物活性组分对催化剂活性和脱硝效率的影响,探讨了低温SCR催化剂的脱硝机理,同时介绍了烟气中水蒸气和SO2对催化过程的影响。
%Nowadays,NOx pollution becomes more and more serious ,low temperature SCR denitra-tion technology,as a kind of new and potential denitration technology,has attract people′s attention. Gives a summary and commentary on the research status of low temperature SCR denitration catalysts and mainly introduces the scientific research status of manganese catalysts,vanadium cata-lysts and other metal oxide catalysts. Indicates the different types of catalyst preparation methods, carriers,and the use of different kinds of metal oxides may all have influence on the catalyst activity and the efficiency of denitrification. Meanwhile,the denitration mechanism of low-temperature SCR catalysts is introduced. At last ,elaborates the effects of water vapor and SO2 in fuel gas on catalytic process.【期刊名称】《江汉大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】7页(P12-18)【关键词】氮氧化物(NOx);低温SCR脱硝催化剂;脱硝机理;金属氧化物【作者】高翔;卢徐节;胡明华【作者单位】工业烟尘污染控制湖北省重点实验室(江汉大学),江汉大学化学与环境工程学院,湖北武汉430056;工业烟尘污染控制湖北省重点实验室(江汉大学),江汉大学化学与环境工程学院,湖北武汉 430056;工业烟尘污染控制湖北省重点实验室(江汉大学),江汉大学化学与环境工程学院,湖北武汉 430056【正文语种】中文【中图分类】X701.70 引言近年来,我国经济发展迅速,能源的消耗量越来越大。
SCR脱硝催化剂现状及成型工艺分析
SCR脱硝催化剂现状及成型工艺分析介绍了国内外钢钛系SCR脱硝催化剂的应用现状,阐述了低温钵系SCR脱硝催化剂的研究进展与工程探索情况,总结了商用蜂窝状、板式和波纹式SCR催化剂的成型工艺,并针对不同行业特性提出了脱硝催化剂研究方向。
选择性催化还原技术(ive catalytic reduction, SCR)是控制氮氧化物(NOx) 排放的最为关键的技术,广泛应用于热电厂、焚烧厂等工业烟气脱硝,以及柴油机动车尾气净化。
该技术以尿素、氨水或液氨产生的NH3为还原剂,核心是催化活性好、选择性高、机械强度高且运行稳定的脱硝催化剂。
SCR催化剂从最初电力脱硝行业的传统车凡钛催化剂的普及应用,到目前应用于钢铁、玻璃等非电行业的低温催化剂的广泛研究,其发展和应用得到突破性进展。
传统钢钛催化剂的发展已经相对成熟,但应用范围窄,条件苛刻;低温催化剂存在易中毒、寿命低、工况适用性等问题亟需解决。
SCR催化剂成型工艺是其应用与工业推广的关键所在,我国在传统催化剂成型技术取得全面性普及与推广,但相比国外催化剂的应用效果不佳;近几年低温SCR 催化剂的研究工作取得突破性成果,应用和推广有待工程校验。
因此,通过深入研究催化剂生产技术和成型工艺,研发经得住实际工程考验的具有自主知识产权催化剂是未来SCR技术发展的重要环节。
1传统SCR脱硝催化剂发展历程1.1国外SCR催化剂的应用美国Engelhard公司在1957年首次成功研发SCR催化剂,由Pt、Rh和Pb等贵金属构成,具有很高的催化活性,但造价昂贵、温度区间窄、易中毒,不适于工业应用。
日本日立、三菱重工等生产的V205(W03)/Ti02 (车凡钛系)催化剂较早实现商业化应用。
20世纪七八十年代,日本和欧美相继建造多套脱硝系统,钢钛系SCR催化剂的商业应用趋于成熟,主要应用于电力行业烟气污染控制。
近30年SCR催化剂在研究和应用方面都取得一定进展,具体发展过程如图1。
SCR低温脱硝催化剂
SCR低温脱硝催化剂一、技术背景我国烟气脱硝市场中,选择性催化还原(SCR)技术是电站锅炉NOX排放控制的主要技术,SCR反应的完成需要使用催化剂.目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于320—450℃的中温催化剂,因此催化还原脱硝的反应温度应控制在320— 400℃。
当反应温度低于300℃时,在催化剂表面会发生副反应,NH3与S03和H20反应生成(NH4)2S04或NH4HSO4减少与NOx的反应,生成物附着在催化剂表面,堵塞催化剂的通道和微孔,降低催化剂的活性。
另外,如果反应温度高于催化剂的适用温度,催化剂通道和微孔发生变形,从而使催化剂失活。
因此,保证合适的反应温度是选择性催化还原法(SCR)正常运行的关键。
由于电站锅炉在大气温度较低和低负荷运行时,烟气温度会低于SCR适用温度。
由于锅炉设计方面的原因,在低气温和低负荷条件下亚临界和超高压汽包锅炉烟气温度的缺口可以达到20℃以上,比直流和超临界锅炉更大,此时SCR停运,烟气排放浓度将不能满足国家环保要求。
我国目前尚没有成熟的低温SCR脱硝技术,需要使用复杂的换热系统才能应用SCR脱硝增加了能耗和设备投资,因此面临着艰巨的NOX减排困难.根据环保部《火电厂大气污染物排放标准》是国家强制标准,火电厂在任何运行负荷时,都必须达标排放。
脱硝系统无法运行导致的氮氧化物排放浓度高于排放限值要求的,应认定为超标排放,并依法予以处罚.目前全工况脱硝技术已经成熟,火电厂现有脱硝系统与运行负荷变化不匹配、不能正常运行、造成超标排放的,应进行改造,提高投运率和脱硝效率。
二、技术现状SCR低温脱硝催化剂,是洛阳万山高新技术应用工程有限公司为了解决汽包锅炉某些工况烟气温度过低和SCR低负荷运行时,导致SCR脱硝无法正常运行的技术难题,该技术是结合现有SCR脱硝工艺,从而实现SCR低温脱硝催化剂低温脱硝,SCR低温脱硝催化剂最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。
低温脱硝技术现状及市场前景分析
低温脱硝技术现状及市场前景分析一、引言低温脱硝技术是一种用于减少燃煤电厂和工业锅炉等燃烧设备中氮氧化物(NOx)排放的重要技术手段。
本文将对低温脱硝技术的现状进行分析,并探讨其在市场中的前景。
二、低温脱硝技术的原理低温脱硝技术主要通过在燃烧过程中添加一定的还原剂,如氨水(NH3)或尿素(CO(NH2)2),使其与燃烧产生的氮氧化物发生反应,生成无害的氮气(N2)和水(H2O)。
这种技术可以在较低的温度下进行,通常在200-400摄氏度之间。
三、低温脱硝技术的现状1. 技术成熟度:低温脱硝技术已经在全球范围内得到广泛应用,并且具备较高的成熟度。
许多国家和地区已经制定了相应的排放标准,并要求燃煤电厂和工业锅炉等设备安装低温脱硝装置。
2. 技术分类:低温脱硝技术可以分为选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)两种。
SNCR技术主要通过在燃烧过程中喷射还原剂来实现脱硝,而SCR技术则需要使用催化剂来促进脱硝反应。
3. 技术优势:低温脱硝技术具有脱硝效率高、适应性强、操作简便等优势。
与其他脱硝技术相比,低温脱硝技术不需要高温条件,可以在较低的温度下进行脱硝,从而减少了能源消耗和设备磨损。
四、低温脱硝技术的市场前景1. 市场规模:随着环保意识的增强和环境法规的趋严,低温脱硝技术市场需求不断增长。
根据市场研究机构的数据,全球低温脱硝技术市场规模预计将在未来几年内保持稳定增长。
2. 市场驱动因素:a) 环境法规:各国政府对燃煤电厂和工业锅炉等设备的氮氧化物排放进行了严格的限制,并制定了相应的排放标准。
低温脱硝技术作为一种高效的脱硝技术,将受到政府政策的支持。
b) 环保意识:公众对环境保护的关注度不断提高,对污染物排放的要求也越来越高。
低温脱硝技术可以有效减少氮氧化物排放,符合公众对清洁空气的需求。
3. 市场前景:a) 国内市场:中国是全球最大的燃煤电力消费国,也是低温脱硝技术市场的潜在巨大需求方。
低温NH_3_SCR反应机理及动力学研究进展
收稿:2008年6月,收修改稿:2008年8月 3国家高技术发展计划(863)项目(N o.2007AA0618025)和江苏省自然科学基金项目(N o.BK 2007215)资助33通讯联系人 e 2mail :zq304@ ;zq304@低温NH 32SCR 反应机理及动力学研究进展3李云涛 钟 秦33(南京理工大学化工学院 南京210094)摘 要 对低温选择性催化还原(SCR )脱硝技术的反应机理及动力学已有较多研究。
本文从反应路径和反应机制两方面评述了低温SCR 的反应机理,重点从氧在低温SCR 中的作用、NO 在催化剂上的吸附、NH 3的活化和反应模型等方面进行了深入阐述,并结合反应机理探讨了低温SCR 的反应动力学,最后对低温SCR 脱硝技术的深入研究提出了建议。
关键词 低温选择性催化还原 脱硝 SCR 反应机理 SCR 反应动力学中图分类号:O643;X511 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2009)0621094207R ecent Advances in Mechanisms and K inetics of Low 2Temperature SelectiveC atalytic R eduction of NO x with NH 3Li Yuntao Zhong Qin33(School of Chemical Engineering ,Nanjing University of Science and T echnology ,Nanjing 210094,China )Abstract The mechanisms and kinetics of low 2tem perature selective catalytic reduction (SCR )have attracted many researchers ’attention.The mechanisms of low 2tem perature SCR is reviewed by the reaction pathways and reaction m odels ,focusing on the role of oxygen in the low 2tem perature SCR ,the ads orption of NO over the catalyst ,the nature of the active NH 3species and the g overning reaction m odels (Langmuir 2Hinshelw ood or E ley 2Rideal ).M oreover ,combining with the mechanisms of low 2tem perature SCR ,the kinetics of low 2tem perature SCR are critically discussed.P oints of convergence and disagreement are underlined.The perspectives in low 2tem perature SCR are prom oted.K ey w ords low 2tem perature selective catalytic reduction ;rem oval of NO x ;mechanisms of SCR ;kinetics of SCRContents1 Introduction2 Mechanisms of low 2tem perature selective catalyticreduction of NO x with NH 32.1 Reaction pathways of low 2tem perature NH 32SCR 2.2 Reaction mechanisms of low 2tem perature NH 32SCR 3 K inetics of low 2tem perature NH 32SCR 4 C onclusion and perspectives1 引言氮氧化物(NO x )主要来自石化燃料燃烧,不仅是酸雨形成的主要原因,而且可与碳氢化物反应,形成光化学烟雾,目前已成为仅次于可吸入颗粒物和二氧化硫的重要大气污染物。
锰基低温催化剂的研究与发展
锰基低温催化剂的研究与发展董晓真;王虎;张捷;李倩【摘要】Nowadays, NOx pollution becomes more and more serious, selective catalytic reduction of NOx by ammoma ( NH3-SCR) is one of the widespread technologies in industrial application. Low temperature SCR denitration technology can effectively overcome the catalyst poisoningand abrasion, as a kind of new and potential denitration technology, it has attract people’s attention. The research status of supported and non-supporter low temperature SCR denitration manganesecatalysts and the denitration mechanism was summarized and discussed, and provided the basis for research and development of new low-temperature SCR catalyst.%目前氮氧化物( NOx )的污染越来越严重,以NH3为还原剂的选择性催化还原( SCR)脱硝技术成为烟气脱硝中应用最广泛的技术之一。
低温选择性催化还原( SCR)脱硝技术可以有效克服催化剂中毒及磨损的问题,其作为一种作为新型的、具有潜力的烟气脱硝技术,备受人们关注。
本文综述了负载型及非负载型锰基低温SCR脱硝催化剂的的研究现状,探讨了低温锰基SCR催化剂的脱硝机理,为研究开发新型低温SCR催化剂提供依据。
分子筛应用于低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展
S C R脱硝催 化 剂 已成 为 当前 国 内外 环境 领域 的研究
热点. 目前研 究 的低温 S C R催 化 剂 的活 性 组分 以 V、
催 化剂 , 由于不 同 载体 的孔 结 构 、 比表 面 积 、 表 面化
因而 , 研 究开 发高 活 性 、 高 选 择性 、 高稳 定性 的低 温
收 稿 日期 : 2 0 1 4 08 - 05 -
基金项 目:国家 自然科 学基金资助项 目( 2 0 9 7 7 0 3 4 , 5 1 4 7 8 1 9 1 )
氮 氧化物 ( N O ) 是 大气 中危 害最严 重 的污染 物 之一 , 会 造成 酸雨 、 光 化 学 烟 雾 等 一 系列 环 境 问题 , 控制 和 治理氮 氧化 物 的污染 一直 是 国际环保 领域 的 研究 热点 . 目前 , 控制 固定 源 氮 氧化 物 污 染 最 有 效 、 应用 最广 泛 的 是 氨 选 择 催 化 还 原 ( N H . S C R) 脱 硝
华 南 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学 版 )
第4 3卷 第 3期
2 0 1 5年 3月
J o u r na l o f S o u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y
Vo 1 . 4 3 NO. 3 Ma r c h 2 01 5
温N H . S C R脱硝 催 化 剂 的研 究成 果 , 重点 关注 Z S M. 5 、 S A P O. 3 4 、 S B A 一 1 5 、 MC M- 4 1以及
生活垃圾焚烧发电厂低温SCR烟气脱硝技术研究
e r a t i o n , t h i s p a p e r p r o p o s e d a l o w— t e m p e r a t u r e s e l e c t i v e c a t a l y t i c r e g e n e r a t i o n( S C R )d e n i t r i i f c a — 2 1 3年第 6期 环
保
科
技
生活 垃 圾 焚 烧 发 电厂 低 温 S C R烟气 脱 硝 技 术研 究
刘广涛 , 郭 函君 , 李 放
( 上海金 白天正信息技术有限公司能源环境事业部 , 上海 2 0 1 9 0 1 )
摘
要: 针 对 生活垃圾 焚烧产 生 的 N O 的处理要 求提 高 , 提 出一种低 温 S C R脱 硝 工 艺 , 给 出 了该 工
S NC R a n d c o n v e n t i o n l a S CR.
Ke y wo r d s : wa s t e i n c i n e r a t i o n; d e n i t r a t i o n; l o w —t e mp e r a t u r e S CR
Ab s t r a c t : Wi t h t h e e v e r — — r e s t ic r t i n g r e q u i r e me n t s f o r t h e l f u e g a s NO x f r o m mu n i c i p a l g a r b a g e i n c i n - ・
0 引 言
S N C R脱 硝技术 是在 8 5 0~1 1 0 0 c C的温 度窗 口 内喷人 氨水 、 尿素 溶 液 等 氨基 还 原 剂 与 N O 发 生 反
钒钛SCR脱硝催化剂低温研究进展
展, 拓宽低 温 S R催 化 剂 的研 究 思 路 , C 探讨 催 化 剂 低 温 改性 的新方 向 , S R催 化 剂 的开 发与 应 用提 为 C 供 参考 。
酸雨 和温 室效应 的 主要 来 源之 一 … , 人 类 生存 环 给 境带 来 巨大危害 , 目前 环境 保护 的重点 , 是 因此 如何 有效 消除 N 已成 为 令 人 关 注 的重 点 课 题 。选 择 O 性催 化还原 ( e c v a lt e ut n S R) 术 Sl t eC t yi R d c o ,C 技 ei a c i 作为 比较成 熟且 高效 的烟气脱 硝技 术 已得 到广 泛的 工业应 用 , 化剂 性 能是 该 技 术商 业 应 用 的关 键 之 催
关 键 词 : 择 性 催 化 还 原 反 应 ; 气脱 硝 ; 钛 催 化 剂 ; 温 选 烟 钒 低
Abs r ct Be ta : cau fhi ct t em p at se o gh a i y t vi er ur and o hersh t e t or com i iti ngs exs n com m er alV 5 O SCR at ci O /Ti c a。 l t t e yss.h devel opm en o ghl tv c al t a lw t p at e t f hi y ac ie at yss t o em er ur be com es ho r ear h t hom e a t es c a an a・ d br oad. e m ec Th hani sm ft e r c i o h ea ton ofvan adi um — t anum i i t SCR at yss a ow em per ur s an y c al t tl t at e i alzed,h t us
铜系低温选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第10期·3858·化 工 进展铜系低温选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展张巍1,2,3,卢程1,2,3,董鹏飞1,2,3,尹艳山1,2,3,方毅伟1,2,3,邹济遥1,2,3,胡章茂1,2,3,阮敏1,2,3,徐慧芳1,2,3(1长沙理工大学能源与动力工程学院,湖南 长沙 410114;2可再生能源电力技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410114;3清洁能源与智能电网湖南省2011协同创新中心,湖南 长沙 410114)摘要:选择性催化还原(SCR )技术已广泛应用在燃煤电站烟气脱硝技术中,开发低温高活性、高抗中毒性能的催化剂体系已经成为国内外学者的研究重点。
Cu 系催化剂由于具有良好的脱硝性能及水热稳定性,得到了广泛的研究和关注。
本文综述了近年来活性组分Cu 负载在TiO 2、Al 2O 3、碳基材料和分子筛等材料上的研究进展;重点分析了Cu 系催化剂低温SCR 反应机理,主要包括Eley-Rideal (E-R )机理和Langmuir-Hinshelwood (L-H )机理,同时分析了SCR 反应的两个必然过程:吸附(NH 3吸附和NO x 吸附)和反应;简要地介绍了Cu 系催化剂的抗水抗硫中毒性能研究现状以及反应机理,同时介绍了碱金属中毒、飞灰和催化剂烧结对催化剂失活的影响,结合生命周期分析SCR 脱硝系统还原剂氨和尿素对NO 排放的影响。
在此基础上展望了未来铜系催化剂的研究方向:采用新型方式对催化剂进行改性、进一步采用表征和模拟技术研究催化体系的反应机理、优化锅炉和催化剂设计减轻催化剂失活以及研究适用于其他还原剂条件的高选择性催化剂。
关键词:选择性催化还原;催化剂载体;吸附;反应;失活中图分类号:X511;TQ-9 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)10–3858–09 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2281Research progress of copper based low temperature SCR denitrationcatalystsZHANG Wei 1,2,3, LU Cheng 1,2,3, DONG Pengfei 1,2,3,YIN Yanshan 1,2,3, F ANG Yiwei 1,2,3, ZOU Jiyao 1,2,3,HU Zhangmao 1,2,3, RUAN Min 1,2,3, XU Huifang 1,2,3(1School of Energy and Power Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, Hunan, China ;2Key Laboratory of Renewable Energy and Electric Power Technology of Hunan Province, Changsha 410114, Hunan, China ;3Hunan Province 2011 Collarative Innovation Center of Clean Energy and Smart Grid, Changsha 410114,Hunan, China)Abstract :Selective catalytic reduction (SCR) technology has been widely used for flue gas denitrification in coal-fired power plants and the development of catalyst system with high activity at low temperature and high resistance to poisoning has become the key. Cu based catalysts have gained a wide range of research and attention because of its good denitrification performance and hydrothermal stability. In this paper, the recent progress in the studies on Cu loading on supports such as TiO 2, Al 2O 3, carbon-based materials and molecular sieves is reviewed. The mechanism of low temperature SCR reaction with Cu based catalyst is analyzed emphatically. There are two processes in the SCR denitrification reaction:基金项目(PCRRF14018)。
低温SCR锰系脱硝催化剂的研究进展
低温SCR锰系脱硝催化剂的研究进展肖翠微;李婷【摘要】氮氧化物(NOx)是大气环境的主要污染物之一,对人体健康和生态环境都会造成巨大的危害.选择性催化还原(SCR)是有效的烟气脱硝技术之一,而催化剂是脱硝技术的关键.近年来,锰系金属氧化物催化剂由于在低温SCR反应中表现出优良的催化活性得到了广泛的关注.综述了锰系低温SCR脱硝催化剂的的研究现状,按照非载体型和载体型催化剂进行了介绍,阐述了载体、元素掺杂等因素对锰系催化剂活性的影响,良好活性的催化剂须具有较高的比表面积、无定型的晶态结构.展望了锰系低温SCR脱硝催化剂的研究重点,为进一步研究和提高性能优良的低温锰系SCR脱硝催化剂提供参考信息.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2016(022)001【总页数】6页(P95-100)【关键词】氮氧化物;选择性催化还原;锰系;低温;催化剂【作者】肖翠微;李婷【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013;煤炭科学技术研究院有限公司,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013【正文语种】中文【中图分类】O643.36氮氧化物(NOx) 是大气环境的主要污染物之一,对人体健康和生态环境都有巨大的危害。
NOx来源于燃料燃烧产生的烟气中,主要存在形式是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等[1],其中以NO为主,约占NOx总量的90%以上,其次是NO2。
在大气中,NO又会被氧化为NO2,而NO2在紫外线照射的条件下,与烟气中的CHx反应,生成一种光化学烟雾,毒性是NO的4~5倍,对人体多数器官以及动植物均有极大的危害。
N2O虽然含量较低,是形成近地表大气臭氧污染、二次微细颗粒物污染以及地表水富营养化的前提物质,由此引起的环境问题已成为大气环境污染的热点问题[2-3]。
抗水_抗SO_2的低温选择性催化还原催化剂研究进展
第一作者:刘 亭,男,1983年生,博士研究生,研究方向为烟气净化。
#通讯作者。
*国家自然科学基金资助项目(No.90610018);国家大学生创新性实验计划项目(No.NK0729)。
抗水、抗SO 2的低温选择性催化还原催化剂研究进展*刘 亭1沈伯雄1#朱国营2 赵 宁1 韩永富1(1.南开大学环境科学与工程学院,天津300071;2.福建省丰泉环保集团有限公司,福建 福州350007) 摘要 低温选择性催化还原(S CR)脱除NO X 是一种有潜力的烟气脱硝技术。
综述了低温SCR 催化剂受水蒸气和S O 2毒害作用的机制,总结了催化剂制备方法、催化剂载体选择和催化剂活性成分对抗水、抗SO 2性能的影响。
为进一步开发抗水、抗SO 2的低温S CR 催化剂提供一定的借鉴意义。
关键词 低温SCR N O X 水蒸气 SO 2A review of research in H 2O and SO 2resistant low -temperature SC R catalysts L iu T ing 1,S hen Box iong 1,Zhu Guoy ing 2,Zhao N ing 1,H an Yongf u 1.(1.College of Env ir onmental Science and Engineer ing ,N ank ai Univer sity ,T ianj in 300071;2.Fuj ian Fengq uan E nv ironmental P r otection Comp any ,F uz hou Fuj ian 350007)Abstract: T he low -t em perat ur e select ive catalytic r eduction(SCR)of NO X is a pr omising techno lo gy for r emo -v ing N O X f rom flue g ases.Based on a co mpr ehensive literature r ev iew ,the paper summar izes the v ario us deactivatio n mechanisms of lo w -t em perat ur e SCR catalysts due to w ater vapor and sulfur diox ide,the pro cedures and methods of cat alyst pr epar ation,t he selectio n of the cat alyst car rier ,and the effects of cat aly st .s active ing redient s on its t oler -ance to w ater v apo r and sulfur dio x ide.A dditional research in t ho se impor tant areas w ill benefit the dev elopment of more co st effectiv e H 2O and SO 2resistant low -temper atur e SCR catalysts.Keywords: low -temperature SCR;NO X ;w at er vapor ;SO 2选择性催化还原(SCR)脱除NO X 是一种成熟的烟气脱硝技术。
低温NH3-SCR脱硝催化剂研究进展
和 氮氧 化 物 (NOx)等致 酸 物 质 的污 染 程 度 不 断 加 大 。我 国 已 成 为 世 界 NOx排 放 量 最 大 的 国 家 之
一
_1]
。
目前 ,随着 sOz控制技术 的不断进 步及相关
政 策措 施 的落实 ,我 国 SO 的 控 制 已经 取 得 显著 成
就 。氮 氧化 物 的减 排就成 为 控制大 气 污染 的重要组 成 部分 。相 关研 究 发现 ,SO。、NO 和可 吸人 颗粒 物
2.1 贵金属 催化剂
贵 金属 催 化 剂 的研究 较 早 ,因其 良好 的低 温 活 性 ,上 世纪 7O年代 开始 ,铂 、钯 等贵金 属催 化剂 就广 泛 应用 于机动 车尾 气 的治 理 ,同 时也 是 最 早用 于烟 气 脱硝 的催化 剂 。这 些 贵金属催 化剂 对 N0 的还原 作 用很 强 ,具 有 良好 的脱 硝性 能 。 目前 ,对 于 贵金属 催 化剂 的研究 主要集 中在 NH。一SCR及 HC_SCR领 域 。Zhang Z.X.等[ ]在 TiO2上 负载 一定 比例 的 Pt、 Pd、Rh等 贵金属 制备 了一 系列 催化 剂 ,研 究 了其 选 择性脱 硝性 能 。研 究 结果 显 示 Pt/,riO 在 140℃ 时 具有很 好 的脱 硝 活 性 ,NOx转 化 率 可 达 到 63 9/6。 同时 ,国 内外 研究 人员 对 贵 金 属催 化 剂 的脱 硝机 理 也进行 了大 量 研 究 。Efthimiadis E.A.等 l_6]人 的研 究结果 和 Meunier,F.C.等[7]人 的研 究 都 发 现 ,在 贵金属 脱 氮过程 中 NOz并 不 是 NO 和 Oz的反 应直 接产 生 ,而 是生 成某种 中 间形 态 的结合 氮 ,更 有利 于 生成 N ,提高 了脱氮 效率 。但该 方法 在在 选择 活 性 窗 口温度 较窄 、易发 生氧抑 制和硫 中毒 等 ,加上投 资 运行 成本 较高 ,从而使 其工 业应用 受 到限制 。
MnOx-基催化剂低温NH3-SCR脱硝研究进展
环境科学导刊2021,40(1)CN53-1225/X ISSN1673-9655 MnO x-基催化剂低温NH3-SCR脱硝研究进展赵中昆,陈鑫,许志志(云南省生态环境科学研究院,云南昆明655002)摘要:锰氧化物(MnO x)基催化剂在氨选择性催化还原(NH-SCR)脱除氮氧化物(NO x)的反应中具有高的低温催化活性。
然而,目前,缺乏从分子原子水平认知控制MnO x基催化剂低温活性的关键机制,进而难以采用可控策略实现NO x在更宽的温度窗口和更低温度的高效催化转化。
本文基于最新的研究进展,综述了催化剂制备方法、催化剂载体、异质杂原子掺杂以及催化剂形貌等因素对MnO x基催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响,深入认识了MnO x基催化剂脱硝的作用机理,简要介绍了该催化剂的抗硫抗水机理,并对MnO x基催化剂低温NH3-SCR脱硝反应的未来发展进行了展望。
关键词:氮氧化物;选择性催化还原;锰氧化物;脱硝中图分类号:X12文献标志码:A文章编号:1673-9655(2221)01-0001-032前言氮氧化物是主要的大气污染物,不仅会导致酸雨、光化学烟雾和雾霾(PM,)等环境问题,而且会危害人体健康[1_3]o为了缓解NO’污染,生态环境部制定了严格的排放标准,如:《GB18352.6-2216轻型汽车污染物排放标准限制及测量方法(中国第六阶段)》中2220年轻型车辆NO x的限值不超过60mg/kg o NO x脱除技术包括选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)和非选择性催化还原(NSCR)〔2o其中,氨选择性催化还原(NH-SCR)作为一种高效的NO x脱除手段得到了研究人员的广泛关注⑶o常见的NH3-SCR脱硝体系为金属氧化物基催化剂,活性组分主要有钒(V)、锰(Mn)、肺(Ce)和铁(Fe)基氧化物等[4-6]o锰氧化物(MnO x)催化剂由于具有多种价态和优异的氧化还原性能,表现出优良的低温(<255七)NH3-SCR脱硝活性⑸,成为NH3-SCR领域的研究热点。
低温SCR脱硝技术
工艺流程图
云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统
云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统
云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统
系统调试的总结
日期
SCR入口采样点浓度(ppm)
SCR出口(ppm)
效率
系统反应条件
SCR反应温度(℃)
尿素溶液的流量(L/min)
3
催化剂配方开发
SCR催化剂在低温段的高脱硝活性
类别
自主开发的催化剂
市场商用催化剂
运行温度段
160~220℃
320~400℃
脱硝效率
基本>90%
80% ~ 90%
以实验室制备的改性的催化剂为例,该样品连续运行七天,分别在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃对其脱硝效率进行测试。 对于每个温度段保持长期运行。
风机功率(赫兹)
7.31
780
210
73%
172
40
45
8.2
1040
151
85%
174
70
45
8.4
755
198
74%
168
70
45
8.6
1550
400
74%
172
70
45
8.18
960
288
70%
164
90
45
862
81
90%
180
80
40
1687
417
75%
180
80
40
8.1实验
01
02
01
以钛白粉为原料制备的蜂窝成型
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技术应用与研究关于低温SCR脱硝催化剂的研究进展
杨 磊 中国石油大庆石化公司炼油厂
【摘 要】以往生产中使用的高温SCR脱硝催化剂有着太多的缺陷,对生产效率和安全性的提升都产生了一定的影响,因此,开发低温SCR脱硝催化剂已经成为了当前相关领域的研究重点。
本文主要内容分析了低温SCR脱硝催化剂的研究进展,对各类低温SCR脱硝催化剂的使用现状进行了分析,希望能够为相关研究提供一定的参考价值。
【关键词】低温SCR脱硝催化剂;脱硝;Mn基催化剂;碳基催化剂
在进行大气治理的过程中,氮氧氧
化物一直是需要治理的主要污染物,氮氧氧化物对人类的身体健康和日常生活都产生了严重的危害。
大气中含有的氮氧氧化物是导致酸雨灾害、光化学烟雾问题的主要元凶,同时也同区域细粒子危害、雾霾天气有着密不可分的联系。
使用选择性催化还原法(即SCR),是缓解氮氧氧化物排放问题的主要措施,这种技术的核心是使用SCR脱硝催化剂。
当前工业生产中使用最为广泛的是以TiO
2
为载体的钒钨系列的中温催化剂,这种催化剂的温度通常为300摄氏度到400摄氏度。
为了更好地利用烟气中所含热量,SCR反应装置通常设置在除尘脱硫操作之前进行,但是在这一步中,工业催化剂会受到粉尘颗粒和SO2等物质的影响,对催化剂的作用效果造成了巨大的影响,加大缩减了催化剂的使用寿命。
此外,水泥生产、锅炉烧制等行业生成的烟气所具有的温度不能满足中温SCR脱硝催化剂的反应条件,这就导致SCR脱硝催化剂无法在这些领域中发挥应有的效果。
在这样的背景下,低温SCR脱硝催化剂由于可以在120摄氏度到200摄氏度条件中就能发挥出良好的催化效果,这就增加了SCR脱硝催化剂的适用范围。
一、对锰基催化剂研究发展的探析
1.无载体类别的锰基催化剂。
锰氧化物的稳定性较低,在一定条件下就能同其它物质发生氧化还原反应,成为了当前SCR脱硝催化剂研究领域中的热点。
通过对锰基催化剂的长期研究发现,这种催化剂氧化物的构成形式和结晶所处的状态,对催化剂的活性高低有着直接影响。
在对锰基催化剂研究中通过流变相法、低温固相法以及液相共沉淀法制作了三种无定型的锰基催化剂,通过试验分析发现,锰氧化物的无定形结构和较大的比表面积对催化剂高低温活性有着直接的影响,并且锰氧化物催化剂的活性受到其价态等影响,制
作的β-MnO
2
的催化活形比α-Mn2O3要高,β-MnO2对NO、NH3的转化能力是α-Mn2O3的2倍。
这主要是因为β-MnO2表面的Mn-O键比α-Mn2O3低,可更好地促进N-H键的断裂,更好地参与催化反应。
许多实验研究表明,
不同价态的锰氧化物催化活性为
MnO2>Mn5O8>Mn2O3>Mn3O4>MnO。
同时某些元素的加入也会对锰基
催化剂产生影响,掺杂进去的其它元素
会同锰元素发生反应,形成新的晶体结
构,新的晶体结构能够缓解烧结问题,
并且对能提升催化剂活性组分的分散和
表面积有着重要作用。
2.以TiO2为载体的锰基催化剂。
TiO2同其它类型的锰基催化剂相比,有
着较多的比表面积,TiO2催化剂能够为
催化反应产生更多的反应空间,并且有
着较高的抗硫中毒特性,因此有着较广
的应用范围。
TiO2催化剂由于有着较高
的比表面积,因此可以让锰氧化物能够
有效分散负载于表面之上,从而提升了
TiO2催化剂的催化效用。
二、SCR脱硝催化剂在低温条
件中具有更高的催化性能
在以往工业生产中,使用传统的低
温SCR脱硝催化剂虽然能够取得一定的
催化效果,保证正常的工业生产,但是
传统的低温SCR脱硝催化剂对催化环境
温度有着较高的要求,即使已经研究出
的中低温低温SCR脱硝催化剂对环境温
度要求有所减少,但是我们依然需要加
大对新型低温SCR脱硝催化剂的研究,
尽可能降低对催化环境的需求,使催化
反应对环境条件的需求不断降低,并且
低温催化环境可以提升生产安全性,确
保催化反应不会对日常生产产生较大的
安全隐患。
这样一方面能够确保催化反
应可以在普通环境中顺利进行,另一方
面也能减少工业生产中高耗能,降低生
产经济成本,提升生产安全系数。
我们已经开始了对低温SCR脱硝
催化剂,并且取得了一定的研究成果,
正在将低温SCR脱硝催化剂不断应用到
各个生产领域,确保某些达不到中高温
条件生产环境,可以完成良好的催化反
应。
SCR脱硝催化剂在低温条件中有着
更高的催化性能和抗硫性,在研究过程
中利用超声浸渍法制备了锰钛复合催化
剂,通过重复试验表明,这种制备方法
同传统的溶胶凝胶法、浸渍法相比,采
用超声浸渍法制备的复合催化剂具有更
高的脱硝性能,当温度低于120℃时,效
果更明显。
三、加大对新型低温SCR脱硝
催化剂的应用力度
对以往影响低温SCR脱硝催化剂
催化效果的原因进行分析,可以发现如
果企业或者工作人员存在问题,对整个
催化反应结果所造成的影响是最大的,
无论是工作人员意识方面,还是实际专
业能力方面,都会对最终的低温SCR
脱硝催化剂催化结果产生致命的影响。
因此,相关单位需要加大对工作人员的
培训力度,在不断提升工作人员专业能
力的基础上,还要提升工作人员的工作
责任心,让工作人员对低温SCR脱硝催
化剂给予足够的重视,提升催化反应效
果,只有这样才能工业生产顺利进行。
环保工作已经成为了当前国家发展中的
重要任务,良好的生活环境是我国日常
生活、生产最重要的资源,因此我们必
须加大对工业生产污染的重视力度,研
究相应的处理技术。
工业生产中离不开
各种催化剂的使用,通过研究新型环保
有效的催化剂,不仅能够提升催化效
果,增加产量降低成本,同时还能减少
对外界环境的污染。
研究低温SCR脱硝
催化剂可以有效提升工业催化反应的处
理效率和质量,推动我国工业生产和环
保工作同步进步。
四、结论与展望
在未来的研究中,需要继续加大对
锰基、碳基催化剂的研究,锰基、碳基
催化剂具有较好的低温催化活性,但其
相应的抗水能力和抗硫能力较差,并且
反应稳定性也有待提升,借助各种过渡
金属元素和稀土元素掺杂可有效提升催
化剂的综合性能,将成为未来研究的一
个趋势。
参考文献:
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Electrostatic PrecipitationTechnology[J].三菱重工技
报,2014,33(1):69-73.
[2]郦建国,郦祝海,何毓忠,等.低低温电除
尘技术的研究及应用[J].中国环保产业,2014
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[3]赵海宝,胡露均,何毓忠.电除尘器“低低温+
小分区”改造应用研究[J].电力科技与环保,2016
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61。