NH3-SCR
Fe、Ce双助剂增强型NbTiO_(2)催化剂的制备及其NH_(3)-SCR性能研究
文章编号：1001-9731(2021)05-05001-05Fe、Ce双助剂增强型Nb/TiO2催化剂的制备及其NH3-SCR性能研究*许俊强，杨传玲,余海杰，张强，郭芳，唐田，张艳容(重庆理工大学化学化工学院，重庆400054)摘要：采用柠檬酸络和法制备了Fe.Ce改性的系列Nb-Fe-Ce/Ti()2催化剂，考察了Fe.Ce助剂的引入对Nb/TiO2催化剂的低温活性和反应温度窗口的影响。
通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)、热重(TG)、程序升温还原(H-TPR)等手段对催化剂进行了表征。
结果表明，Fe、Ce改性的Nb/TiO2催化剂在NH-SCR反应中表现出较优的低温脱硝活性和较宽的操作温度窗口。
优化配方后得到的10%Nb-0.7%Fe-3%Ce-TiO2催化剂，在300°C时，其对NO转化率达100%，操作温度窗口为T80为225〜500°C，这可能归因于Fe.Ce 助剂引入后催化剂具有较强的Nb-Fe-Ce-Ti相互作用力和较好的氧化还原性能。
关键词：选择催化还原:NH3；改性制备；宽温活性中图分类号：TQ221文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.10019731.2021.05.0010引言氮氧化物(NO J是造成雾霾、臭氧空洞、酸雨和光化学烟雾的主要大气污染物之一［-3］。
随着国VI排放法规的实施，对NO’的排放要求越来越严格，因此开发高效的氮氧化物(NOQ催化剂至关重要［-2］,以NH3为还原剂的SCR催化剂是研究的热点［-10］0在现有的NH3-SCR催化剂中，V基催化剂因其在300-400C的中温段具有较好的脱硝性能被广泛使用，但V基催化剂存在操作温度窗口窄和有毒等缺陷，其应用受到限制，因此开发宽温且环保的催化剂显得尤为重要［47］。
过渡金属因具有优异的氧化还原性能、热稳定性高和使用寿命长等优点被广泛应用于当前的NH3-SCR研究中［316］。
V2O5催化剂NH3-SCR脱硝机理研究综述
为无污染的 Ｎ 和 Ｈ Ｏ Ｃ ： 。Ｓ Ｒ法的工艺设备紧凑 、
运行 可靠 ， 有脱 硝效 率 高 、 二次 污 染 的优点 。 具 无
目 前 工 业 应 用 的 Ｓ Ｒ 催 化 剂 主 要 是 Ｃ
Ｎ 。 附 在 ＶＯ 催 化 剂 表 面 Ｂ酸性 位 与 Ｌ Ｈ 吸 酸 性位 上 的结 构示 意 图 ， 图 １ 示 。 如 所
， Ｈ
Ｈ 、Ｈ Ｈ
Ｖ０ ｉ ＷＯ ＴＯ 等催化剂 ，这一类催化 ２ Ｏ 、 ０一 ｄ ｉ２ Ｖ 剂一 般 在 ２ ０ ｏ 一 ５ ５ Ｃ ３ ０ ｏ Ｃ的反 应 温 度 条 件 下 具 有
较高 的脱 硝效 率 。近 年来 ， 些新 型 的炭 材料 （ 一 如
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２ １ 年第 ５ ０２ 期
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能 源 技 术 与 管 理
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Ｖ ｏ５ ２ 催化剂 Ｎ 一 Ｒ脱硝机理研 究综 述 Ｈ３Ｓ Ｃ
脱 硝技 术 （ 下 称 Ｓ Ｒ技 以 Ｃ 术 ）是 国际上 应用 最广 泛 、技 术较 为 成熟 的一 种 Ｎ Ｏ 的脱 除技 术 。Ｓ Ｒ脱 硝技 术是 在 一 定 温度 和 Ｃ 催 化剂 的作用 下 ， Ｎ ，尿 素 、 作 为还原 剂 ， 以 Ｈ、 Ｈ等 在氧 气参 与 的条 件下将 烟 气 中 Ｎ 选 择地 还原 Ｏ有
庄沙 丽 ， 王学 涛
（ 河南科技 大学 车辆 与动力 工程 学院， 河南 洛 阳 ４ １０ ） ７０ ３
柴油车尾气中NOx净化的催化剂
高
好
100
80
NOx转化率 / %
eta
20
Fe-Mordenite
Fe-Ferrierite
Fe-Y
0
Fe-4A
100
200
300
400
500
600
温度 / oC
图1. 不同分子筛催化剂上NH3-SCR反应活性
反应条件：NH3 1000 ppm, NO 1000ppm, O2 5%, He为平衡气，空速1.9×105 h-1。
金属氧化物催化剂在 NH3-SCR 反应中表现出了较好的催化活性，燃煤电站装配的 NH3-SCR 催化剂一般将 V2O5 负载于具有锐钛矿结构的 TiO2 上，并掺杂 WO3 或 MoO3 进行 改性，以 V2O5-WO3/TiO2 研究及应用较多。由于在固定源 SCR 技术中的成功应用，研究者 期待能将 V2O5-WO3/TiO2 催化剂用于柴油车尾气 NOx 净化。柴油车尾气净化中普遍采用颗 粒物捕集器（DPF）以去除碳烟颗粒物，DPF 一般采用电加热法进行再生，而再生时碳烟燃 烧会导致尾气温度达到 800℃以上。这样的高温情况下，V2O5/TiO2 催化剂的性能往往发生 一定变化，从而限制了其在柴油车尾气 NOx 净化的实际应用。比如 V2O5/TiO2 催化剂易氧 化 SO2 生成 SO3，主要活性组分矾为剧毒物质在 650℃以上时易挥发形成二次污染、550℃ 以上时催化剂载体二氧化钛晶形发生转变导致催化剂失活和选择性降低等。
NH3-SCR 催化剂是 SCR 技术应用过程中重要的组成部分，其催化性能直接影响到 SCR 系统的整体脱硝效率。NH3-SCR 催化剂的投资占据了 SCR 系统初期建设成本的 20%，运营 期催化剂的更换与还原剂的消耗是 SCR 系统运行费用的最主要来源。从目前研究和应用情 况来看，机动车尾气净化中使用的 SCR 催化剂主要包括两类催化剂：金属氧化物催化剂和 分子筛催化剂。
NH3-SCR脱硝反应机理论述
NH3-SCR脱硝反应机理论述摘要：NOx对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3¬的一个重要因子。
一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。
关键词：低温；SCR催化剂；脱硝性能1.1 氮氧化物概述1.1.1 氮氧化物的来源和危害氮氧化物是大气中主要的污染物种之一。
氮的氧化物有一氧化二氮（N20）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（N02）、二氧化二氮（N2O2）、四氧化二氮（N204）及五氧化二氮（N205等，占主要成分的是NO和NO2，其中NO占90%以上，以NOx（氮氧化物）表示。
NO无色、无臭，分子量30.01，溶点-163.60℃，沸点-151.70℃。
NO在常温下为无色气体，但在液态或固态为蓝色，不助燃。
NOx 来源于自然源和人为源两个方面。
天然排放的NOx，主要来自土壤和海洋中有机物的分解，属于自然界的氮循环过程。
人为活动排放的NO，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。
据80年代初估计，全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx约5300万吨。
氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响。
人体暴露在NO2环境中，浓度在25×10-6就能致病，在5OO×10-6的浓度下将造成死亡；NO与血红蛋白（Hb）的亲和力非常强，无氧条件下，约为CO的1400倍，相当于氧的30万倍，吸入NO可使机体迅速缺氧窒息，引起大脑损伤，产生中枢神经麻痹和痉挛。
对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。
研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变，但目前仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。
在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。
NH3-TPD做法
脱硝催化剂的活性与表征测试方法总结1.NH3-SCR活性测试2.抗水，抗硫实验一．活性测试3. NO氧化实验4.动力学区实验1.NH3-SCR活性测试NH3-SCR活性测试在自行搭建的脱硝装置上进行。
粉末催化剂压片过40-60目标准筛，取40-60目催化剂进行活性测试。
催化剂置于内径为6 mm的反应管中，插入热电偶直接感触催化剂温度。
根据所需反应气的总流量，以及配气的浓度，算出流量计的理论值，再用皂泡法标出实际流量值。
在一定的空速下，可以得出所需催化剂的体积。
活性测试过程中NO和NO2浓度由化学发光NOx分析仪检测，N2O和NH3浓度通过一个拥有2.4 m气体池的红外光谱仪检测，催化剂的稳态活性数据在反应达到稳定后(一般40min)采集，测试温度区间为150 ℃-450 ℃。
NH3-SCR的原理为4NH3+4NO+O2＝4N2+ 6H2O。
具体实验步骤：⑴扫背景在红外光谱仪的气体池中通入氦气，打开控温仪，MCT检测器中加满液氮，然后再进行扫谱。
先扫一个背景谱，保存后再扫一个样品谱，直至样品谱平稳。
扫背景的目的是吹扫杂质气体，有利于扣除空气中的二氧化碳和水蒸汽的红外信号，有利于得到“干净”的样品红外光谱。
⑵样品的预处理称取一定质量的催化剂颗粒置于反应管中，在催化剂的上下两层分别装有一定量的40-60目的石英砂（下层起支撑的作用，上层起到保温的作用），在200℃下，He气氛中预处理30 min，除去表面的杂质。
（在预处理结束后He气一直通入）⑶常温吸附冷却至室温后，通入反应气体。
打开NO X分析仪，监测反应器出口NO X浓度，待浓度数值稳定后，记下数值，方可进行升温反应。
⑷升温反应按一定速率升温到各指定反应温度段。
在恒定温度下监测反应器出口浓度，同时用红外光谱仪监测出口的NH3和N2O。
⑸吹扫管路把HE气接到NH3的管路上，对红外进行吹扫，主要是吹去仪器中残存的NH3，以免对管路及仪器造成腐蚀。
以对NO X的转化率和N2选择性作为评价催化剂脱硝活性的指标，NO x转化率计算公式：N2选择性计算公式：NH3-SCR反应流程图：2.抗水，抗硫实验在实际的烟气之中含有一定量的二氧化硫（SO2）和水蒸气（H2O），即使经过脱硫装置后，烟气中仍然存在低浓度的SO2。
等离子体辅助NH3-SCR去除柴油机NOx的试验研究
为 ＮＯ ， 不 会 将 尾 气 中 的 Ｓ 而 Ｏ。氧 化 为 Ｓ 。 因 Ｏ。
此 ， 以避 免 系统 ｓ中毒 。与其 他 ＮＯ 可 处理 技术 相
比， 低温 等离 子体 辅助 Ｓ Ｒ技 术对 油 品 Ｓ含 量也 没 Ｃ
器 系统 。试 验所 用气 体 由上 海伟 创标 准气 体有 限公 司提 供 ， 混合 气 以 Ｎ 为平 衡 气 ， 气 体 的 体积 分 数 各
大 气 中的 ＮＯ 主要 来 自与燃 烧 有 关 的工 业 过
Ｍ．Ｏ ｌｎ ｏ６等 研究 发 现 ， 离 子体 部 分 氧 化 ＨＣ ｒａ ｄ Ｌ 等 产 生 的基 团是 促 进 低 温 下 Ｓ Ｒ 反 应 的 关 键 物 种 。 Ｃ Ｙｏ ｎ ｕ ｋ等 人 ［ 主 要 关 注 ＮＨ３Ｓ Ｒ 的 研 ｕ ｇ Ｓ ｎ Ｍｏ ７ ］ －Ｃ
程 琪 ，管 斌 ，林 赫 ，黄 震
（ 海 交 通 大 学 动 力 机 械 及 工程 教 育 部 重 点 实验 室 ，上 海 ２ ０ ４ ） 上 ０ ２ ０
摘 要 ：为 提 高传 统 选 择 性 催 化 还 原 （ Ｃ ） 术 低 温 去 除 Ｎ０ Ｓ Ｒ 技 的效 率 ， 计 了一 套 基 于介 质 阻挡 放 电形 式 的 低 设
Ｐ ， 要存 在着 高 温 老 化 和 催 化 剂 ｓ中 毒 的 问题 。 ｄ主 我 国油 品的 Ｓ含 量普 遍 较高 ， Ｏｃ的应 用 因此受 到 Ｄ
限制 口 。 ３
１ 试 验 系统
试验系统 （ 图 ｌ） 见 ａ 主要 由气体供 应系统 、 等离子 体 预氧化器 、 一 Ｃ ＮＨ。Ｓ Ｒ反应器 和分析测试 系统组成 。
１ ３ Ｓ Ｒ 反 应 系 统 ． Ｃ
Ｓ Ｒ反 应 ， Ｃ 其活 化能 为 ７ ． Ｊ ｔｏ ， ３ ５ｋ ／ ｌ 因此在 温 度 较 ｏ 低 时 很 难 反 应 ； 反 应 温 度 过 高 时 （ 度 大 于 当 温
关于钒钨钛型NH3SCR催化剂制备方法的研究与应用探讨
关键词：NOX；工业烟气脱硝；SCR；催化剂制备方法
Abstract：As a major industrial exhaust component，NOx has increasingly stricter emission standards． As the main
routes of industrial NOx removal，NH3－SCR technology is the key to affect the removal efficiency，and the prepa－
通过浸渍法制备的钒钨钛催化剂通常在 280~ 450 ℃的温度范围内达到 80％以上的脱硝效率［8］。 值得注意的是，钒基催化剂的 SCR 活性不仅与所负 载的钒氧化物的分散状态、酸度和还原性有关，而且 与路易斯及布朗斯特酸性位的比值有关。另外，浸渍 法制备的催化剂对于煅烧温度十分敏感，温度过低 会导致所负载的金属盐成分分解不彻底，煅烧温度 过高又会引起二氧化钛载体晶型由锐钛矿型向金红 石型转变，这些结果都会导致催化剂效率降低［9］。为 了保证负载物的彻底分解，同时防止载体出现晶型 转变，煅烧温度一般设置在 550 ℃左右。与共沉淀法 制备的催化剂相比，浸渍法所制备催化剂的孔体积 和比表面积通常相对较低。 2．3 溶胶—凝胶法
18 环境保护与循环经济
关于钒钨钛型 NH3- S CR 催化剂制备方法的 研究与应用探讨
潘奕君 陈叮叮 赵忠 沈伯雄
（河北工业大学能源与环境工程学院，天津 300401）
摘 要：NOX 作为一种主要的工业尾气成分，其排放标准日益严格。NH3－SCR 技术作为工业脱除 NOX 的主要手段，其使用的 SCR 催化剂是影响脱除效率的关键，催化剂的制备方法将直接影响其催化效率。对 NH3－SCR 催化剂制备方法的研究与应用进行 分析，对目前的制备方法进行阐述，并对 SCR 催化剂制备方法的工业应用进行展望。
稀土精矿负载Fe_(2)O_(3)矿物催化材料的NH_(3)-SCR脱硝性能研究
第21卷第3期2021年3月过程工程学报The Chinese Journal of Process EngineeringVol.2l No.3Mar. 2021烹严一---SKA"參环境与能源'fDOI: 10.12034/j.issn. 1009-606X.219383Study on NH3-SCR denitration performance of rare earth concentratesupported Fe2()3 mineral catalytic materialZhaolei MENG'7, BaoweiLI 1, Jinyan FU 1-2, Chao ZHU 12, Wenfei WU 12*1. Key Laboratory of Efficient and Clean Combustion, Inner Mongolia, Baotou, Inner Mongolia 014010, China2. School of Energy and Environment, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou, Inner Mongolia 014010, ChinaAbstract: In this work, a series of mineral catalytic materials were obtained by using Bayan Obo rare earth concentrate rich in Ce oxide as the catalystmaterial, impregnated with ferric nitrate solutionand microwave roasted. XRD, SEM, EDS, XPS andother methods were used to characterize the mineral phase structure and surface morphology of thecatalyst, and to determine its denitration activity.The results showed that the rare earth concentrateimpregnated in 0.5 mol/L ferric nitrate solution (Catalyst 3) had the best structural characteristics,• 严 ••••Catalyst 1 Catalyst 2 Catalyst 3 Catalyst 4SEM image of mineral catalytic materialsn 2 h 2oee + yXRD patterns of mineral catalytic materials• .......................• *•*■♦*•“ .»•••.• ・.・Fe ：O> ・CaF ：• % * -**-* • •• •・•aulysl 4 alalyst 3. * »l e< e.O. •< ■i —9 一aul>sl 2Jthe surface was rough and porous, and obvious and deep cracks appeared, which was conducive to the diffusion of gason the surface of the material. Most Fe2()3 was embedded in the rare earth concentrate in a highly dispersed oramorphous form. The content of Ce 3+ and Fe 2+ were increased after immersion in ferric nitrate solution and microwaveroasting. Active components Ce coexisted in the form of Ce 3+ and Ce 4+, Fe coexisted in the form of Fe 2+ and Fe 3+. The conversion of adsorbed oxygen and lattice oxygen increased significantly, and there were more oxygen vacancies foroxygen transfe 匚 The change in the valence of Fe ions and Ce ions indicated that Fe and Ce had a combined effect togenerate a small amount of Fe and Ce composite oxides. With the increase of medium and strong acid sites on the surface of Catalyst 3, the ability of the surface to adsorb NH3 increased, and its denitration effect was the best. When the microwave roasting temperature was 350°C, the denitration rate can reach 80.6%.Key words: rare earth concentrate; catalytic denitrification; mineral catalysis; carrier收稿：2019-12-23,修回：2020-05-18,网络发表：2020-06-08, Received: 2019-12-23, Revised: 2020-05-1 & Published online: 202—8基金项目：国家自然科学基金资助项目（编号：51866013）；内蒙古自治区自然科学基金-重大项目（编号：2019ZDI3）作者简介：孟昭磊（1989-）,男，吉林省四平市人，硕士研究生，研究方向为稀土矿物材料催化剂制备，E-mail: ****************：武文斐，通讯联系人，E-mail: ************.364过程工程学报第21卷稀土精矿负载Fe2O3矿物催化材料的NHs-SCR脱硝性能研究孟昭磊毗，李保卫1,付金艳12,朱超1，2,武文斐12*I.内蒙古自治区高效洁净燃烧重点实验室，内蒙古包头0140102.内蒙古科技大学能源与环境学院，内蒙古包头014010摘要：以白云鄂博富含Ce氧化物的稀土精矿为催化材料的载体，采用硝酸铁溶液浸渍、微波焙烧获得一系列矿物催化材料。
ceo2-wo3复合氧化物催化剂的nh3-scr反应机理
ceo2-wo3复合氧化物催化剂的nh3-scr反应机理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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NH3SCR法降低柴油机NOx排放的研究进展
中国分类号：ＴＫ４２１．５
文献标志码：Ａ
交章编号：１００ｔ一２２２２（２００７）０５—０００１－０７
研究表明，柴油机的ＰＭ与Ｎｑ排放存在先天 的“ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ”效应。鉴于现有的柴油机技术水平， 仅仅依靠柴油机机前和机内措施很难大幅度同时降 低ＮＯ！和ＰＭ排放。要满足日益严格的排放法规， 尤其是要达到欧Ｖ（ＮＱ排放为２ ｇ／（ｋＷ·ｈ））、欧 Ⅵ（Ｎ０：排放为１ ｇ／（ｋＷ·ｈ））和美国２００７／２０１０排 放标准，必须结合柴油机后处理技术来降低ＮＯ．和 ＰＭ排放。而结合优化缸内燃烧的ＮＨ：一ＳｃＲ选 择性催化还原技术，因其具有能大幅度降低ＮＱ排 放（在不降低发动机效率前提下，能使Ｎ晚的转换 效率高达９０％以上，并且在温度变化范围比较大 的情况下保证较高的Ｎ旺转换率）、较好的燃油经 济性（油耗可节省５％～７％）、对燃油品质相对不 敏感（尤其是对ｓ毒副作用的高抗性），催化剂活 性高以及对水蒸气稳定性好等优点，越来越受到 人们的关注。
Ｋｏｅｂｅｌ等首先对在催化剂Ｖ。Ｏ。一Ｗ０３／Ｔｉ０２
上的快速ＳＣＲ反应机理进行了研究““，提出混合
气中Ｎ０２的存在使得活性位Ｖ位的再氧化变得更 快，而这一过程对于３００℃以下的标准ＳＣＲ反应速
率的提高有决定性作用。其中Ｎ０２提高催化剂再 氧化能力是通过原位拉曼实验验证的。
Ｓａｃｈｔｌｅｒ等通过红外技术对以沸石为载体的催
够在柴油机排气温度较低时仍能保持较高Ｎｑ转 化效率的方法。
１ １．３快速ＳＣＲ反应 大量研究结果表明，当增加ＮＱ中ＮＯ。比例
时，可以提高低温条件下ＮＨ。一ＳＣＲ对ＮＯ．的转 化效率（见反应式（４）），该反应可在较低温度下进
行。当ＮＯ与Ｎ０２浓度之比为１时将会有最佳的
ＮＯ：催化转化效率“］。 ４ＮＨ３＋２ＮＯ＋２Ｎ０２—一４Ｎ２＋６Ｈ２０。 （４）
SCR脱硝方案氨水
SCR脱硝方案氨水SCR脱硝技术是一种利用氨水（NH3）作为还原剂，通过与烟气中的氮氧化物（NOx）反应，将其转化为氮气和水的技术。
SCR脱硝方案中的氨水主要是用来提供还原剂，使得氮氧化物能够在合适的温度下发生化学反应。
首先，氨水直接喷射方式是将氨水直接喷入脱硝装置中的催化剂床层，与烟气中的氮氧化物发生反应。
该方式悬浮颗粒催化剂床层需要定期更换，从而保持脱硝效率。
此外，氨水喷射方式需要根据烟气中氮氧化物的浓度和温度进行控制，以保证脱硝过程的稳定性和效率。
其次，氨气与尿素溶液反应制备氨水的方式更为常见。
尿素（NH2CONH2）作为一种廉价的含氮化合物，可以通过与水反应生成氨气（NH3）和二氧化碳（CO2），然后将氨气与烟气中的氮氧化物发生化学反应。
该方式在SCR脱硝方案中得到广泛应用，因为尿素容易储存和输送，且反应过程中产生的氨气可以在一定程度上提高脱硝效率。
在SCR脱硝方案中，氨水的喷射量和进料浓度需要根据烟气中氮氧化物的浓度和温度来进行合理控制。
在催化剂床层中，氨水与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成氨酸铜溶液。
此时，催化剂床层中的含铜盐会发生水解反应，使得氨水中的氨气溶入于水中，并减少氨气的释放。
因此，动态的氨水喷射控制是保证SCR脱硝效率的一个重要环节。
此外，为了提高SCR脱硝方案的效率，还可以采用催化剂的优化设计和表面活性剂的添加。
催化剂的优化设计可以提高催化剂表面的活性位点数量，增加氨与氮氧化物的接触面积，从而提高脱硝效率。
表面活性剂的添加可以改变催化剂表面的性质，降低活性位点的毒化和失活，延长催化剂的使用寿命。
总之，Scr脱硝方案中的氨水主要是用作还原剂，与烟气中的氮氧化物发生反应。
氨水的喷射方式包括氨水直接喷射和氨气与尿素溶液反应制备氨水两种方式。
合理的氨水喷射量和进料浓度的控制是保证SCR脱硝效率的关键。
此外，催化剂的优化设计和表面活性剂的添加可以进一步提高SCR脱硝方案的效率。
scr脱硝成分
scr脱硝成分SCR脱硝成分SCR (Selective Catalytic Reduction) 是一种常见的脱硝技术，用于降低汽车尾气中的氮氧化物（NOx）排放。
该技术通过添加一种叫做SCR脱硝剂的化学物质来实现。
SCR脱硝剂是由一系列成分组成的，这些成分共同作用，将NOx转化为无害的氮气和水。
本文将详细介绍SCR脱硝成分的不同组成及其作用。
1. 氨水（NH3）：氨水是SCR脱硝剂的主要成分之一。
它是由氨和水混合而成，通过喷射到进入催化转化器的废气中，与NOx反应生成氮气和水。
氨水作为SCR脱硝剂的主要成分，具有良好的还原性能，能够有效地降低尾气中的NOx排放。
2. 尿素（NH2CONH2）：尿素也是SCR脱硝剂的常用成分之一。
尿素在汽车尾气脱硝系统中以固体形式存在，通过喷射到进入催化转化器的废气中，与NOx发生化学反应生成氨。
尿素是一种非常有效的SCR脱硝剂，可以在较低温度下将NOx转化为无害的氮气和水。
3. 氨基酸：一些氨基酸，如丙氨酸和谷氨酸，也可以作为SCR脱硝剂的成分之一。
这些氨基酸可以与NOx发生化学反应，将其还原为氮气和水。
氨基酸是一种绿色环保的SCR脱硝剂成分，可以有效地降低尾气中的NOx排放。
4. 氮气（N2）：氮气是SCR脱硝剂反应的产物之一。
在SCR脱硝过程中，氮气是由NOx经过化学反应转化而来的。
氮气是一种无害的气体，对环境没有任何负面影响。
5. 水（H2O）：水是SCR脱硝剂反应的另一个产物。
在SCR脱硝过程中，水是由NOx和SCR脱硝剂发生化学反应生成的。
水是一种无害的物质，对环境没有任何污染。
SCR脱硝成分的作用是通过化学反应将有害的NOx转化为无害的氮气和水。
SCR脱硝剂中的氨水、尿素、氨基酸等成分能够与NOx 发生还原反应，将其转化为氮气和水。
氮气和水是对环境友好的成分，不会对大气造成污染。
因此，SCR脱硝技术在汽车尾气处理中得到广泛应用，能够有效降低汽车尾气中的NOx排放。
车用NH3-SCR催化剂研究现状
催化剂是柴油车市场开发的必然课题。
2SCR 催化剂研究稳定高效的催化剂是SCR 技术的核心内容，在差不多50年的研究进程中，SCR 催化剂主要分为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛负载类催化剂，现在柴油车上应用的主要是V-SCR 催化剂和分子筛SCR 催化剂。
V-SCR 催化剂还是占有很大的比例，主要用于满足图1SCR 系统原理图4HC+3O 2→2CO 2+2H 2O 2CO+O 2→2CO 22NO+O 2→2NO 28NH 3+6NO 2→7N 2+12H 2O 2NH 3+NO 2+NO 2→2N 2+3H 2O 4NH 3+4NO 2+O 2→4N 2+6H 2O DOCHUSCRASC发动机排气尿素喷射SCR 催化剂氨泄漏催化剂（NH 2）2+H 2O 2→2NH 3+CO 24NH 3+3O 2→2N 2+6H 2O的结合氮，更有利于生成N2，提高了脱氮效率；Zhang[9]等人采用浸渍法制取了Pt质量百分比为0.5%的PT/TiO2催化剂,并对其进行了选择性催化还原实验研究其活性和，发现此类催化剂在低温阶段时活性强，但高温活性差；Li[10]等制备了以Al2O3为载体的Sn/Al2O3催化剂，发现最好时其催化效率可达到接近100%。
近年来，由于分子筛作为载体的催化剂活性较好，研究者们开始对分子筛作为载体搭载贵金属的催化剂活性研究。
2.2金属氧化物催化剂金属氧化物的催化能力来自金属原子和氧原子之间连接的化学键，一般金属氧化物是作为催化剂的活性组分，因此金属氧化物可以分为V氧化物催化剂、Fe氧化物催化剂、Cu氧化物催化剂、Mn氧化物催化剂等金属氧化物及其混合物催化剂，复合金属氧化物催化剂因其优异的催化性能逐渐成为研究热点。
2.2.1V氧化物催化剂对于发动机尾气的NH3-SCR催化剂来说，钒（V）氧化物催化剂应用较早，以提高其催化活性，钒基催化剂催化效率高，成品制备容易，抗硫中毒能力强，但在600-800℃的高温范围内容易失活，而且热稳定性差，废弃催化剂处置困难，钒氧化物主要是V2O5，是有毒物质，高温时容易挥发，一些对环境保护要求严格的国家已经禁止钒基催化剂在车上使用。
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 。
NH3-TPD做法
脱硝催化剂的活性与表征测试方法总结1.NH3-SCR活性测试2.抗水，抗硫实验一．活性测试3. NO氧化实验4.动力学区实验1.NH3-SCR活性测试NH3-SCR活性测试在自行搭建的脱硝装置上进行。
粉末催化剂压片过40-60目标准筛，取40-60目催化剂进行活性测试。
催化剂置于内径为6 mm的反应管中，插入热电偶直接感触催化剂温度。
根据所需反应气的总流量，以及配气的浓度，算出流量计的理论值，再用皂泡法标出实际流量值。
在一定的空速下，可以得出所需催化剂的体积。
活性测试过程中NO和NO2浓度由化学发光NOx分析仪检测，N2O和NH3浓度通过一个拥有2.4 m气体池的红外光谱仪检测，催化剂的稳态活性数据在反应达到稳定后(一般40min)采集，测试温度区间为150 ℃-450 ℃。
NH3-SCR的原理为4NH3+4NO+O2＝4N2+ 6H2O。
具体实验步骤：⑴扫背景在红外光谱仪的气体池中通入氦气，打开控温仪，MCT检测器中加满液氮，然后再进行扫谱。
先扫一个背景谱，保存后再扫一个样品谱，直至样品谱平稳。
扫背景的目的是吹扫杂质气体，有利于扣除空气中的二氧化碳和水蒸汽的红外信号，有利于得到“干净”的样品红外光谱。
⑵样品的预处理称取一定质量的催化剂颗粒置于反应管中，在催化剂的上下两层分别装有一定量的40-60目的石英砂（下层起支撑的作用，上层起到保温的作用），在200℃下，He气氛中预处理30 min，除去表面的杂质。
（在预处理结束后He气一直通入）⑶常温吸附冷却至室温后，通入反应气体。
打开NO X分析仪，监测反应器出口NO X浓度，待浓度数值稳定后，记下数值，方可进行升温反应。
⑷升温反应按一定速率升温到各指定反应温度段。
在恒定温度下监测反应器出口浓度，同时用红外光谱仪监测出口的NH3和N2O。
⑸吹扫管路把HE气接到NH3的管路上，对红外进行吹扫，主要是吹去仪器中残存的NH3，以免对管路及仪器造成腐蚀。
以对NO X的转化率和N2选择性作为评价催化剂脱硝活性的指标，NO x转化率计算公式：N2选择性计算公式：NH3-SCR反应流程图：2.抗水，抗硫实验在实际的烟气之中含有一定量的二氧化硫（SO2）和水蒸气（H2O），即使经过脱硫装置后，烟气中仍然存在低浓度的SO2。
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。
Fe基分子筛催化剂NH3-SCR性能研究中期报告
Fe基分子筛催化剂NH3-SCR性能研究中期报告
一、研究背景
氮氧化物（NOx）是空气污染的主要来源之一，对环境和人体健康
带来严重威胁。
而选择性催化还原（SCR）是一种有效的NOx减排技术，其中Fe基分子筛催化剂因其较高的选择性和反应活性而备受关注。
二、研究目的
本研究旨在探究Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR反应中的催化性能，包括催化剂的制备、表征以及性能评价等方面，为其在工业领域的应用
提供理论基础和技术支持。
三、研究内容
1. 催化剂的制备
通过水热合成法制备Fe基分子筛催化剂，并对催化剂进行XRD、SEM、TEM、BET等表征。
2. NH3-SCR反应性能测试
使用定量进样系统将NH3、NOx和氧气混合物送入反应器内，在不
同反应条件下测试催化剂的活性和选择性。
测试结果包括转化率、选择
性和抗空间速率等。
3. 催化剂的反应机理研究
通过催化剂表征和反应性能测试，探究Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR过程中的反应机理。
四、预期结果
1. 成功制备Fe基分子筛催化剂，并对其进行表征。
2. 评价催化剂在NH3-SCR反应中的活性和选择性。
3. 探究Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR过程中的反应机理。
五、研究意义
通过本研究，可以深入了解Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR反应中的催化性能和反应机理，为其在工业领域的应用提供理论基础和技术支持，促进空气污染减排和环境保护工作。
分子筛NH3-SCR脱硝催化剂研究进展
分子筛NH 3-SCR 脱硝催化剂研究进展刘军强，贾媛媛，张 鹏，刘光利，唐中华，刘兴誉（中国石油 石油化工研究院 兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060）［摘要］选择性催化还原（SCR ）是目前最有效的脱硝技术，它的核心是脱硝催化剂。
分子筛脱硝催化剂具有很好的脱硝活性和水热稳定性，宽的温度窗口可覆盖低中高温烟气或工业尾气脱硝，是很有应用潜力的SCR 脱硝催化剂。
介绍了分子筛NH 3-SCR 脱硝催化剂的研究现状，包括Fe 系、Cu 系、Mn 系及Ce 系分子筛催化剂，综述了不同拓扑结构的分子筛催化剂（ZSM -5，BEA ，SAPO -n ，SSZ -13）的水热稳定性和脱硝活性，并对分子筛催化剂未来研究进行了展望。
［关键词］分子筛；NH 3-选择性催化还原；氮氧化物；脱硝［文章编号］1000-8144（2020）10-1012-10 ［中图分类号］TQ 426.8 ［文献标志码］AResearch progress of zeolite NH 3-SCR catalysts for NO x removalLiu Junqiang ，Jia Yuanyuan ，Zhang Peng ，Liu Guangli ，Tang Zhonghua ，Liu Xingyu（Lanzhou Petrochemical Research Center ，Petrochemical Research Institute of PetroChina ，Lanzhou Gansu 730060，China ）［Abstract ］Selective catalytic reduction(SCR) is the most effective technology to reduce the emission of nitrogen oxides at present ，and the key to SCR technology is denitration catalysts. Zeolite denitration catalysts have good denitration activity and hydrothermal stability ，and its wide working temperature window can cover low ，medium and high-temperature flue gas or industrial tail gas. Thus ，zeolite catalysts have great application potential. The research status of zeolite catalysts for NH 3-SCR ，including Fe/zeolite ，Cu/zeolite ，Mn/zeolite ，and Ce/zeolite catalysts are introduced. The hydrothermal stability and denitrification activity of zeolite catalysts with different topological structures(ZSM-5，BEA ，SAPO-n ，SSZ-13) are reviewed. Besides ，future research on the zeolite catalyst is also analyzed.［Keywords ］zeolite ；NH 3-SCR ；nitrogen oxide ；denitrationDOI ：10.3969/j.issn.1000-8144.2020.10.014［收稿日期］2020-05-08；［修改稿日期］2020-07-15。
钒氧化物催化NOx的研究进展
钒氧化物催化NOx的研究进展近年来，环境污染日益严重，氮氧化物（NOx）是大气污染的主要来源之一。
因此，降低NOx排放已成为环境保护领域的重要研究方向。
在空气污染治理中，钒氧化物的催化作用逐渐受到研究者的关注。
本文旨在探讨钒氧化物在催化NOx方面的研究进展，以期为进一步的研究提供一定的参考。
一、钒氧化物催化剂的性质及其催化机理钒氧化物催化剂具有较高的比表面积、高的活性和稳定性。
主要催化反应物为NOx和NH3，这两种物质能够催化形成N2和H2O。
在催化反应过程中，活性中心通常为钒的阳离子或钒的氧化物。
其催化机理主要分为两个方面：氧化还原和氨选择性催化氧化（NH3-SCR）。
氧化还原反应是钒氧化物催化反应的主要类型，其反应机理为：NOx开始吸附在催化剂表面，随后在催化剂表面与氧分子相遇，以反应生成N2和O2。
该反应速率与催化剂还原能力有关，因此，加热催化剂可以提高催化速率。
NH3-SCR反应主要通过两个反应步骤来完成。
首先，NH3分解产生NH2和H，随后NH2和NOx反应生成N2和H2O。
在NH3-SCR反应中，NH3与NOx的摩尔比通常是1:1，而活性中心是VOX。
NH3能够选择性地催化氧化NOx，因此，NH3-SCR反应在能够有效减少NOx排放的同时，也可以避免生成NO2，进而避免形成较为危险的雾霾。
二、钒氧化物催化剂的制备方法制备钒氧化物催化剂的方法多种多样，其中常用的方法包括浸渍法、共沉淀法、水热法、微波法、溶胶-凝胶法等。
浸渍法是最常用的制备方法之一。
该方法将前驱体溶解于溶液中，再将制备好的载体浸渍于溶液中，通过热处理制备催化剂。
共沉淀法是将钒盐和载体一起溶液沉淀，再通过热处理制备催化剂。
水热法则是通过加热和高压促进溶液中成分的反应，制备催化剂。
微波法则是通过高频微波电场作用下促进反应，加速催化剂合成。
溶胶-凝胶法则是将前驱体溶化在溶剂中，形成溶胶，之后通过水或气体的加入形成凝胶状态，在热处理过程中制备催化剂。
nh3-scr反应方程式
nh3-scr反应方程式
NH3-SCR反应方程式是一种用于减少氮氧化物排放的技术，
它的反应方程式如下：
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
其中，NH3是氨，O2是氧气，NO是一氧化氮，H2O是水。
NH3-SCR反应是一种化学反应，它的反应机理是：氨与氧气
发生反应，形成一氧化氮和水，从而减少氮氧化物的排放。
NH3-SCR反应的反应条件是：反应温度一般在200-400℃，反应压力一般在1-2atm，反应时间一般在0.1-1s。
NH3-SCR反应的反应速率受到温度、压力、反应物浓度等因
素的影响，反应速率随温度的升高而增加，随压力的升高而减少，随反应物浓度的增加而增加。
NH3-SCR反应的反应产物主要有一氧化氮、水和氨，其中一
氧化氮是有害物质，水和氨是无害物质。
总之，NH3-SCR反应是一种有效的减少氮氧化物排放的技术，它的反应方程式为4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O，反应条件为
温度200-400℃，压力1-2atm，反应时间0.1-1s，反应产物主
要有一氧化氮、水和氨。