煙氣NO_x低溫選擇性催化還原催化劑研究進展

1、CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2007年第 26卷第 3期 320化 工 進 展煙氣 NO x 低溫選擇性催化還原催化劑研究進展韋正樂,黃碧純,葉代啟,徐雪梅(華南理工大學環(huán)境科學與工程學院,廣東 廣州 510640摘 要:催化劑是選擇性催化還原(SCR 脫硝技術的核心,其催化性能直接關系到脫硝效果的好壞。近年來,由 于低溫選擇性催化還原法具有良好的經(jīng)濟性, 引起各國環(huán)保研究工作者的關注, 成為近年 SCR 研究的熱點。 本文 概述了貴金屬、金屬氧化物、分子篩和碳基材料催化劑的低溫(低于 250 選擇性催化還原法脫除 NO x 研究進 展

2、。其中,以碳基材料為載體的催化劑顯示出良好的低溫選擇性和穩(wěn)定性,具有很好的應用前景。關鍵詞:低溫 SCR ;氮氧化物;碳基催化劑中圖分類號:X 701 文獻標識碼:A 文章編號:1000 6613(2007 03 0320 06Review of catalysts for low-temperature SCR of NOxWEI Zhengle, HUANG Bichun, YE Daiqi, XU Xuemei(School of Environmental Science and Engineering, South China University of Technology, Gu

3、angzhou 510640, Guangdong , ChinaAbstract :Catalyst is the key to the selective catalytic reduction (SCR of NOx , and its properties are directly related to the effect of NOx removal. In the last decade, low temperature SCR has received much attention due to its economics. This review summarizes th

4、research status in the low temperature SCR catalyst , including noble metals, metal oxides, zeolites and carbon materials catalysts. The carbon materials catalysts demonstrate good activity and stability at low temperature, and have abetter application prospect.Key words:Low-temperature SCR; NO x ;

5、carbon materials catalyst氮氧化物是引起酸雨、光化學煙霧等破壞地球 生態(tài)環(huán)境和損害人體健康的一系列問題的主要污染 物, 也是目前大氣環(huán)境保護中的重點和難點。 因此, 如何有效地消除 NO x 已成為目前環(huán)境保護中一個令 人關注的重要課題。選擇性催化還原(SCR 是目 前國外應用比較廣泛的煙氣脫硝技術,普遍使用的 商用催化劑體系為釩系催化劑,如 V 2O 5/TiO2、 V 2O 5-WO 3/TiO2, 其工作溫度為 300400 。 在溫 度低于 200 時, 則不具備良好的催化活性。 為獲 得理想的脫硝效果,多采用高溫高灰工藝,即將 SCR 裝置設在除塵和脫硫之前,

6、 但高溫操作造成系 統(tǒng)運行費用升高,同時對催化劑的抗硫和抗粉塵等 性能要求較高。因此,適用于處理系統(tǒng)末端的低溫 (低于 250 SCR 技術成為研究人員關注的熱點。 該方法將 SCR 系統(tǒng)置于脫硫工序之后, 不需對原有 系統(tǒng)進行改造,催化劑可在較“潔凈”的環(huán)境下工 作,延長了催化劑壽命,更適應我國現(xiàn)有國情。但 經(jīng)過除塵和脫硫裝置后,煙氣溫度下降到 150左 右,傳統(tǒng)催化劑在此溫度下無法工作,必須使用新 型的低溫 SCR 催化劑。目前研究的催化劑有貴金屬催化劑、金屬氧化 物催化劑和分子篩催化劑等。貴金屬催化劑在低溫 下具有良好的催化活性,但是活性溫度窗口較窄, 選擇性相對不是很好, 造成脫硝過程

7、中 N 2O 生成量 較多, 脫硝效率下降 ; 單一金屬氧化物型催化劑高溫 下不穩(wěn)定,而且催化活性不高,需要添加一些活性 物質(zhì),同時煙氣中存在的 SO 2等物質(zhì)仍然可以降低 催化劑的活性和使用壽命 ; 分子篩催化劑在較高的收稿日期 2006 11 09; 修改稿日期 2007 01 05。第 3期 韋正樂等:煙氣 NO x 低溫選擇性催化還原催化劑研究進展 321溫度下具有較好的催化活性,但是抗 H 2O 和 SO 2的能力差。上述催化劑均存在各自的缺點,很難滿 足實際生產(chǎn)需要,所以具有較好的熱穩(wěn)定性、較寬 的活性溫度區(qū)間和優(yōu)良的抗水抗硫性能的新型催化 劑,已經(jīng)引起越來越多研究者的關注。1 貴

8、金屬催化劑貴金屬催化劑對 NH 3氧化具有很高的催化活 性,但在選擇催化還原過程中會導致還原劑大量 消耗而增加運行成本,同時,貴金屬催化劑不僅 造價昂貴,還易發(fā)生硫中毒,所以貴金屬催化劑 的研究目標是進一步提高低溫活性,提高抗硫性 能和選擇性。在 H 2-CO-NO x -O 2條件下, Macleod 等 1對比研 究了 Pt/Al2O 3和 Pd/Al2O 3催化劑, 在 Pt 催化劑上有 強烈 CO 吸附,由于 CO 吸附量過大,造成 Pt 催化 劑中毒。在 Pd 催化劑上則不存在中毒現(xiàn)象。同時 他們還在相同的條件下考察了 Pd/Al2O 3和 Pd/SiO2的催化活性,其結(jié)果顯示:Pd

9、/Al2O 3優(yōu)于 Pd/SiO2。 此外 Burch R等 2研究了 Pt/Al2O 3和 Pt/SiO2,發(fā)現(xiàn) Pt/SiO2在低溫下顯示出良好的催化活性。所以,貴 金屬催化劑催化還原 NO x 的活性除了與貴金屬活性 組分的種類直接相關外,還與所用的載體有關,很 多學者的研究結(jié)果也表明這個觀點。Garca-Corts等 3把 Pt 分別負載在 Al 2O 3、 ZSM-5、 USY 和活性炭(ROXN 上,得出它們的 催 化 活 性 順 序 為 :Pt-USYPt/ROXN Pt-ZSM-5Pt/Al2O 3。在低溫下, Pt/La0.5Ce 0.5MnO 3催化劑對 NO 的催化活性好

10、于一般的 Pt/Al2O 3催化 劑性能 4。而 Qi 等 5把 Pd 分別負載在 Ti-PILC 、 TiO 2/Al2O 3、 Fe-PILC 、 Al-PILC 和 Zr-PILC 上,在 低溫富氧條件下, 實驗結(jié)果表明, N 2是主要的產(chǎn)物, 在低溫下有少量的 N 2O 生成, 在高溫下則沒有 N 2O 生成,在所有的 PILC 載體催化劑中, Pd/Ti-PILC顯示出比其他催化劑更優(yōu)的催化性能。2 金屬氧化物催化劑2.1以 TiO 2為載體的金屬氧化物催化劑TiO 2具有很強的抗硫中毒能力, 硫酸鹽在 TiO 2表面的穩(wěn)定性比其他氧化物表面弱,所以,很多學 者用 TiO 2作為載體

11、負載其他混合氧化物作為低溫 選擇性催化還原的催化劑。Kantcheva 6以 NH 3為還原劑,用原位 FTIR 研 究 MnO x /TiO2在低溫選擇性催化還原 NO ,其結(jié)果 顯示, NO 在催化劑表面生成 NO -、 NOH 和 NO 2, NO 和 O 2在低溫下同時吸附了不同結(jié)構(gòu)的硝酸鹽, 這些硝酸鹽在 MnO x /TiO2催化劑上的熱穩(wěn)定性小于 在純 TiO 2上的熱穩(wěn)定性。而 Qi 等 7以 TiO 2作為載 體, 負載不同含量的鐵和錳, 通過實驗顯示 Mn/TiO2具有較低的催化活性; 而 Mn-Fe/TiO2具有較高的催 化活性和很高的 N 2選擇性,同時抑制 H 2O

12、和 SO 2副作用的能力也得到增強。對于質(zhì)量比為 m (V/m (W=3/9和 m (V/m (W= 8/9的 V 2O 5 WO 3/TiO2催化劑,前者在 150 條 件下 NO x 的轉(zhuǎn)化率為 87%,隨著溫度升高,轉(zhuǎn)化 率也隨著升高;而后者隨著溫度升高 NO x 轉(zhuǎn)化率 提高更明顯, 但是在溫度低于 225時, 后者催化 劑效果不及前者好。 研究發(fā)現(xiàn), 通過提高釩負載量 在 225250 范圍內(nèi)對 NO x 轉(zhuǎn)化率有促進作用, 但 NH 3的氧化量也在增加 8。氧濃度會對 V 2O 5 WO 3/TiO2催化劑活性造成影響,在 150250 低溫下,隨著氧濃度升高,轉(zhuǎn)化率也隨著增加 9

13、, 而且 V 2O 5-TiO 2-SiO 2催化劑與傳統(tǒng)的 V 2O 5 TiO 2催化劑相比,其活性有很大的提高 10。2.2 以 Al 2O 3為載體的金屬氧化物催化劑Al 2O 3具有比較高的熱穩(wěn)定性,并且表面的酸 性位有利于含氮物種的吸附與還原,被認為是金屬 氧化物催化劑比較理想的載體。Ramis 等 11以 NH 3為還原劑, Fe 2O 3/Al2O 3選擇 催化還原 NO x , 取得較好的效果, 同時他們認為 NH 3分子分解生成 NH 2中間體, NH 2與 NO 反應生成 NH 2NO ,隨后分解生成 N 2。 Arve 等 12以 Ag/Al2O 3為催化劑, 分別考察

14、了 C 8H 18和 C 8H 18+H2選擇催化 還原 NO 的動力學行為,結(jié)果顯示:僅以 C 8H 18為 還原劑時, 在 150250 范圍內(nèi), 活性幾乎為零。 以 C 8H 18+H2為還原劑時,在 250 時 NO 轉(zhuǎn)化率 已經(jīng)達到 65%,說明在有 H 2存在的條件下,能提 高催化劑的活性,同時在低溫范圍內(nèi)有氧氣存在的 情況下能很大程度上提高該催化劑的催化活性 13, 研究還發(fā)現(xiàn), Ag/Al2O 3催化劑最佳負載量的質(zhì)量分 數(shù)為 2%14。對于金屬氧化物催化劑, SO 2的存在可以降低 催化劑的催化活性。 Liu 等 15對 SO 2引起 CuO/Al2O 3催化劑失活進行了研究

15、,認為引起失活的主要物質(zhì) 是硫酸銨鹽和硫酸銅。硫酸銨鹽造成催化劑孔隙堵 塞,而硫酸銅也可能造成催化劑孔隙堵塞,也可能 是由于 CuSO 4本身比 CuO 具有更低的選擇催化還 原活性?；?工 進 展 2007年第 26卷 3222.3非負載型金屬氧化物催化劑對于非負載型金屬氧化物催化劑,目前國內(nèi)外 研究主要集中在 MnO x 催化劑。 Qi 等 16-18所研究的 非負載 MnO x -CeO 2催化劑是目前報道低溫活性比 較好的 SCR 催化劑, 但與實際應用仍有差距。 Tang 等 19-20分別采用低溫固相法制備 MnO x 催化劑和檸 檬酸法制備 MnO x 、 MnO x -CeO

16、2催化劑。 添加 CeO 2后 MnO x 催化劑的比表面積有所增大,這與 Qi 等 16-18的研究結(jié)果一致。由低溫固相法制備的 MnO x 的比表面積遠大于上述兩種催化劑。在同等 實驗條件下 80 時用檸檬酸法制備的 MnO x -CeO 2和 MnO x 催化劑的 NO x 轉(zhuǎn)化率分別僅為 82.4%和 31.26%, 添加了 CeO 2組分后, MnO x -CeO 2與 MnO x 相比,其吸附能力有所增強,單位面積內(nèi)的催化活 性位也增多;但更重要的是 CeO 2的加入能夠增強 催化劑表面氧的流動性 17, 促進 NH 3的活化, 從而 提高了催化劑的低溫 SCR 活性。 用低溫固相

17、法制備 MnO x 催化劑顯示出更好的低溫活性, 50 左右即 顯示活性; 80 時 NO x 轉(zhuǎn)化率可達 98.25%;產(chǎn)物 N 2的選擇性為 96.63%; 100 之后 NO x 幾乎可完 全轉(zhuǎn)化。他們認為一個主要原因就是該催化劑特殊 的物相結(jié)構(gòu) (即較弱的晶化度 , 且有部分氧化物呈 無定形結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有利于質(zhì)子的快速嵌入和脫 嵌, 可在催化劑顆粒表面或者體相范圍內(nèi)產(chǎn)生快速、 可逆的化學吸脫附或者氧化還原反應,從而促 進低溫 SCR 反應進行。 但是向反應體系中添加 SO 2和 H 2O 后會使催化劑的活性下降。3 分子篩催化劑分子篩催化劑對選擇性還原 NO x 具有高的催化 活性,

18、并且活性溫度范圍比較寬,在選擇催化還原 NO x 技術中也備受關注。 離子交換的分子篩催化劑, 分子篩的孔結(jié)構(gòu)、硅鋁比以及金屬離子的性質(zhì)和交 換率對其催化劑還原 NO x 的活性有顯著的影響。 近 年來關于 Fe-ZSM-5和 Cr-ZSM-5催化劑研究比較 多, 在使用 NH 3還原 NO x 實驗中取得了較好的效果。 但多數(shù)的催化活性主要表現(xiàn)在中高溫區(qū)域,實際應 用中也會存在水抑制及硫中毒問題,這些問題仍然 需要迫切解決。Salker 等 21通過研究對比得出 Cu-ZSM-5比 Cr-ZSM-5和 Fe-ZSM-5催化劑顯示出更好的催化活 性。 在 Cu-ZSM-5催化劑上存在 NH 3

19、和 NO x 的化學 吸附作用; 在 Cr-ZSM-5和 Fe-ZSM-5催化劑上只存 在 NH 3的化學吸附;在有氧氣情況下,可以促進更 多的 NO x 吸附在 Cu-ZSM-5催化劑表面上。在 Fe-ZSM-5催化劑上 22, NO 2對 Fe-ZSM-5的催化活 性存在一定的影響,當 NH 3、 NO 和 NO 2的化學計 量比為 2 1 1時,活性達到最佳 23。Ren 等 24等 以 甲 烷 為 還 原 劑 , 發(fā) 現(xiàn) 在 Co-HZM-5催化劑中加入 Mg 、 Ca 、 Ba 導致其催化 活性降低;加入 Zn 時催化活性明顯提高。這是由 于 Zn 的加入抑制了甲烷與氧氣的燃燒反應,

20、從而 更有利于其還原 NO x 。 Ce-Ag-ZSM-5催化劑也具有 較高的活性, 但 Ce 與 Ag 共存是其具有高活性的必 要條件 25。 Shi 等 26也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果, 在 H-ZSM-5與 Na-ZSM-5催化劑中分別加入 Ag 離子,其催化 活性大大提高, 同時他們還發(fā)現(xiàn) H-ZSM-5的催化活 性高于 Na-ZSM-5,這是由于酸性位的存在有利于 選擇性催化還原反應的進行。目前, 在低溫下具有高 SCR 活性的分子篩催化 劑研究還不是很多。 Richter 等 27制備了蛋殼型結(jié)構(gòu) 的 MnO x /NaY催化劑,顯示了良好的低溫活性。同 時,他們認為該催化劑的蛋殼結(jié)構(gòu)是使該

21、催化劑在 低溫下具有良好的 SCR 活性的主要原因。4 碳基催化劑碳基由于其表面積大和化學穩(wěn)定性被用作催化 劑的載體。近年來,國內(nèi)外不少學者嘗試以各種碳 基材料作為載體負載金屬氧化物, 制備碳基催化劑, 顯示出了良好的低溫選擇催化還原活性。4.1以活性碳纖維和活性炭為載體的催化劑 以 NH 3為還原劑, Yoshikawa 等 28將 Fe 2O 3、 Co 2O 3和 Mn 2O 3分別負載活性碳纖維 (ACF上,結(jié) 果顯示, Mn 2O 3/ACF具有最好的催化活性,當 Mn 2O 3負載量的質(zhì)量分數(shù)為 15%, 在 100 時 NO x 轉(zhuǎn)化率為 63%; 150 為 92%。 Pase

22、l 等 29用活性 炭 (AC分別負載 Fe 2O 3、 Cr 2O 3和 CuO 為催化劑, 在無氧氣下可以提高金屬氧化物的負載量。提高催 化劑的活性;在 100200 氧氣存在條件下才能 有效地提高催化活性。三者之中,質(zhì)量分數(shù)為 10%Fe2O 3/AC的催化劑具有最高的活性和選擇性。 即使在沒有負載活性組分情況下, Shirahama 等 30在室溫使用活性炭纖維浸泡尿素溶液催化還原空氣 中的 NO 2,取得了很好效果。Zhu 等 31-32把 V 2O 5負載在活性炭上在 150 250 下, SO 2的存在能提高催化劑的催化活性。 雖然在 125175 , H 2O 的存在使得催化劑

23、的催 化活性下降,當在氣流中關閉水蒸氣時,催化劑活第 3期 韋正樂等:煙氣 NO x 低溫選擇性催化還原催化劑研究進展 323性又恢復到原來的,甚至比原來更高的水平。這種 現(xiàn)象在 125 下更明顯, 表明水的抑制作用呈可逆 性。同時他們還在 V 2O 5/AC上分別負載 WO 3、 MoO 3、 ZrO 2和 SnO 2等金屬氧化物 33,結(jié)果顯示:負載了其他金屬氧化物后 V 2O 5/AC催化劑的活性 呈下降趨勢, 但是 SO 2能提高 V W/AC、 V Zr/AC和 V Sn/AC催化劑的催化活性。4.2 以 CNTs 為載體的催化劑碳納米管具有優(yōu)良的熱導性、表面積大和化學 穩(wěn)定性等。

24、近年來已有學者在碳納米管上負載 V 2O 5作為催化劑,并顯示出良好的效果。本課題組以純 化后的碳納米管為載體,等體積浸漬偏釩酸銨的草 酸溶液,制備了 V 2O 5/CNTs催化劑。通過 TEM 、 SEM 、 EDS 、 BET 分析,結(jié)果表明 V 2O 5高度分散 負載在碳納米管上。對 V 2O 5/CNTs催化劑進行了 SCR 活性評價, 考察了焙燒溫度、 V 2O 5負載量、 碳 納米管直徑等催化劑制備條件對催化劑性能的影 響,結(jié)果表明:碳納米管直徑越大,其對應的催 化劑 SCR 活性越高。最佳制備條件為:采用 60 100 nm碳納米管, 負載質(zhì)量分數(shù)為 2.35%的 V 2O 5,

25、 在 350 下焙燒 2 h。制備的催化劑在 190 、空 速為 0.5 L/min條件下, NO 的轉(zhuǎn)化率達到 92%, 顯 示出良好的低溫 SCR 效果 34。4.3 其他碳載體的催化劑Nomex 纖維由于成本低和高活性作為載體 35, 分別負載 Mn 、 Fe 、 V 、 Cr 和 Ni 的氧化物, 在 150 下使催化劑具有最佳活性負載量的質(zhì)量分數(shù)分別為 20%(Mn、 30%40%(Ni , V 和 50%(Fe, Cr 。 它們的催化活性順序為:FeMnVCrNi。當以 Nomex 廢料纖維為載體,負載 MnO x ,在 150 以 NH 3為還原劑, NO 轉(zhuǎn)化率為 85%36-

26、37。V ald s-Sols等 38-39以多孔性炭基陶瓷為載體分 別負載釩氧化物和錳氧化物,用氨對 NO 進行低溫 選擇性催化還原,取得了較好的效果。當 SO 2存在 時,會出現(xiàn)催化劑硫中毒現(xiàn)象。但是用硫酸預處理 后的 V/CCM催化劑在 200227 的溫度下,以 NH 3為還原劑,當在氣體組分中加入 H 2O 或 SO 2, NO 的轉(zhuǎn)化率和 N 2的選擇性都為 100%; 當同時加入 H 2O 和 SO 2時, NO 的轉(zhuǎn)化率和 N 2的選擇性都呈下 降趨勢;但是在干燥的氣體組分中 SO 2的加入則能 提高催化劑的催化活性,所以該催化劑是一種效果 不錯的低溫 SCR 催化劑, 尤其在

27、混合氣體組分中 40, 當 釩 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 6%時 為 最 佳 負 載 量 41。 Garca-Bordej等 42的研究也表明,在釩催化劑中添 加 Fe 、 Cr 、 Cu 、 Mn 或通入 SO 2都能提高催化劑的 低溫 SCR 活性,但是在 120180 加入 410-4的 SO 2時能提高 23倍的催化活性,大大高于加入 金屬所能提高的催化活性。他們認為在低溫下, SO 2提高催化活性作用中多孔性炭載體起到至關 重要的作用。4.4 同時去除 NO x 和 SO 2碳基催化劑有時煙氣中 NO x 和 SO 2會并行存在, 相對于各 自的控制技術, 同時去除 NO x 和 SO

28、 2由于需要較少 的儀器設備而凸顯優(yōu)勢。 Zhu 等 43和 Huang 等 44已經(jīng)制備在 180250 下具有高 SCR 活性和可以 抑制 SO 2中毒的 V 2O 5/AC催化劑, 但是這種催化劑 難以在工業(yè)中大規(guī)模應用。 Wang 等 45-46研究了 V 2O 5/ACH催化劑用以同時去除 NO x 和 SO 2,在 V 2O 5負載量的質(zhì)量分數(shù)為 1%2%、 溫度在 200 和空速在 1 850 h-1條件下, 最有利于同時去除 NO x 和 SO 2,其整個反應的主要反應式如下:SO 2 + 1/2O2 SO3SO 3 + H2O H2SO 4H 2SO 4 + NH3 NH4H

29、SO 4NH 4HSO 4 + NH3 (NH4 2SO 44.5載體預處理對催化劑活性的影響載體預處理對碳基催化劑活性會產(chǎn)生影響,甚 至同一催化劑不同的預處理都會造成其催化活性的 不同。 Fuertes 等 47研究發(fā)現(xiàn), 通過對活性碳纖維進 行不同的處理(800 下熱處理、與 NH 3反應或 用 HNO 3氧化都可以提高其催化活, Valds-Sols等 48和 Garca-Bordej等 49發(fā)現(xiàn)用硫酸預處理后的 V 2O 5/CCM催化活性幾乎是處理前的 2倍。當以碳納米管為載體時,需要預處理在碳納米 管上負載催化劑活性組分,碳納米管表面與材料前 體間的有效鍵合作用至關重要。因此,碳納

30、米管表 面須 “干凈” , 沒有無定形碳顆粒及催化劑顆粒。 目 前普遍使用的純化方法是氧化法,如空氣氧化、硝 酸氧化、 混酸氧化、 雙氧水氧化、 高錳酸鉀氧化等。 此外,也可在高溫上用 CO 2或 H 2處理。 Li 等 50研 究了不同介質(zhì)處理對碳納米管表面面積以及孔容的 影響, 結(jié)果見表 1。 HNO 3處理不但能有效去除無定 形碳、炭黑等雜質(zhì),而且在碳納米管五元環(huán)及七元 環(huán)缺陷結(jié)構(gòu)處將碳納米管支解成小的片斷使其開 管;用 H 2O 2或 KMnO 4處理只能部分開管,部分支 解碳納米管,因而 HNO 3處理的碳納米管比表面積 及孔容都比較大。化 工 進 展 2007年第 26卷 324表

31、 1不同介質(zhì)處理對碳納米管比表面積及孔容的影響 50樣品 比表面積 /m2g -1孔容 /cm3g -1As-grown CNTs 122 0.28H 2O 2處理 CNTs 130 0.36 KMnO 4處理 CNTs 128 0.32 HNO 3處理 CNTs 154 0.584.6SO 2和 H 2O 對碳基催化劑的影響機理國內(nèi)外學者研究了 SO 2和 H 2O 對碳基催化劑的 影響,比較公認的影響機理為:無 SO 2時, H 2O 抑 制催化劑的活性,認為是由 H 2O 與反應物(NH 3或 /和 NO 形成競爭吸附引起的,但是水的抑制作用 是可逆的,它并沒有改變催化劑的結(jié)構(gòu);在無 H

32、 2O 情況下, SO 2可提高催化劑的活性,認為 SO 2首先在 V 2O 5表面上被氧化成 SO 3, 然后 SO 3轉(zhuǎn)移到碳表 面,進而形成硫酸鹽物種,硫酸鹽作為新的酸位,可以促進 NH 3的吸收, 形成 NH 4HSO 4和 (NH4 2S 2O 7等硫酸銨鹽,硫酸銨鹽與 NO 反應,避免催化劑的堵塞,從而提高催化活性 ; 在 H 2O 和 SO 2同時存在 時,則引起催化劑失活,這可能是由于在催化劑表面生成了硫酸銨鹽,造成催化劑堵塞,這些不利影響可以通過減少負載量或降低空速來控制。 SO 2的這種雙重作用是由于在催化劑表面形成了 SO 42-,提高了還原劑 NH 3的能力,從而加速

33、NO 的還原,而 SO 2與 H 2O 共存時產(chǎn)生的硫酸鹽粒子不斷沉積在 催化劑表面,從而使催化劑活性下降 43-44, 51。5 結(jié) 語為了降低 SCR 的工藝成本,要求催化劑具有良好的低溫活性、 穩(wěn)定性和選擇性。 現(xiàn)在研究的多數(shù)催化劑僅在無硫、 無水下的活性還比較理想, 但在含硫、 含水時, 催化劑穩(wěn)定性很差。 貴金屬催化劑具有較高的低溫催化活性, 但是容易產(chǎn)生 N 2O , 并且活性溫度 窗口窄 ; 金屬氧化物催化劑的低溫催化活性較低 ; 分子篩催化劑雖然具有較寬的活性溫度窗口, 但是水熱穩(wěn)定性差,所有這些因素限制了催化劑的應用。碳質(zhì)材料尤其碳納米管具有優(yōu)良的熱導性、 表面積大和化學穩(wěn)定

34、性好等,已經(jīng)被越來越多的研究者所關注,碳質(zhì)材料尤其以碳納米管為載體的低溫SCR 催化劑具有很好的研究和開發(fā)應用前景。 為了 滿足實際應用及降低成本,需要加快研究碳質(zhì)材料為載體的低溫 SCR 催化劑, 同時也要深入研究催化劑的水抑制性和抗硫中毒的機理,進一步提高催化劑的穩(wěn)定性和低溫活性。 參 考 文 獻1 Macleod N , Lambert R M. Lean NOx reduction with CO+H2 mixtures over Pt/Al2O 3 and Pd/Al2O 3 catalystsJ. Applied Catalysis B: Environmental , 2002,

35、 35:269279.2 Burch R , Coleman M D. An investigation of the NO/H2/O2 reaction on noble-metal catalysts at low temperatures under lean-burn conditions J. Applied Catalysis B:Environmental , 1999, 23:115 121. 3 GarcaCorts J M, PrezRamrez J, IllnGmez M J, et al. Comparative study of Ptbased catalysts o

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