第九章環(huán)境催化劑

1、機動車尾氣凈化機動車尾氣凈化排煙脫硫、脫氮排煙脫硫、脫氮催化燃燒催化燃燒CO2和氯氟烴的催化治理和氯氟烴的催化治理清潔燃料和環(huán)境友好催化清潔燃料和環(huán)境友好催化第一節(jié)第一節(jié) 機動車尾氣凈化機動車尾氣凈化1、汽油機尾氣凈化技術(shù)：、汽油機尾氣凈化技術(shù)：三效催化劑：同時催化轉(zhuǎn)化三效催化劑：同時催化轉(zhuǎn)化CO, HC和和NOx1). 三效催化劑尾氣凈化原理三效催化劑尾氣凈化原理NO + CO N2 + CO2NO + H2 N2 + H2OCO + O2 CO2HC + O2 CO2 + H2OCO + H2O CO2 + H21、汽油機尾氣凈化技術(shù)：、汽油機尾氣凈化技術(shù)：三效催化劑：同時催化轉(zhuǎn)化三效催化

2、劑：同時催化轉(zhuǎn)化CO, HC和和NOx2). 三效催化劑組成三效催化劑組成Pd-Rh-Pt/g g-Al2O3/堇青石堇青石(Cordierite:鎂鋁硅酸鹽鎂鋁硅酸鹽)Pd, Pt：CO、HC氧化氧化Rh：NOx還原還原助劑：助劑：CeO2：儲氧功能：儲氧功能BaO：提高：提高g g-Al2O3熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性1、汽油機尾氣凈化技術(shù)：、汽油機尾氣凈化技術(shù)：三效催化劑：同時催化轉(zhuǎn)化三效催化劑：同時催化轉(zhuǎn)化CO, HC和和NOx3). 三效催化劑存在的問題三效催化劑存在的問題Pd-Rh-Pt成本高成本高貧燃貧燃 (lean burn)條件：條件：NOx還原效率低還原效率低低溫活性差，冷啟動過程尾

3、氣轉(zhuǎn)化效率低低溫活性差，冷啟動過程尾氣轉(zhuǎn)化效率低2、柴油機尾氣凈化技術(shù)：、柴油機尾氣凈化技術(shù)：特點：氧含量高，特點：氧含量高，NOx含量高含量高 有固液混合顆粒，含硫酸鹽有固液混合顆粒，含硫酸鹽處理方法：處理方法：催化催化NOx分解：分解： NOx N2 O2注入還原劑注入還原劑(柴油柴油)：耗油增加：耗油增加尚不夠成熟尚不夠成熟第二節(jié)第二節(jié) 排煙脫硫、脫氮排煙脫硫、脫氮1、NOx催化消除：催化消除：1). NH3為還原劑：V2O5/TiO2為催化劑4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O使用條件：使用條件：O2含量含量1300oC)，

4、使N2氧化為NOx催化燃燒：催化燃燒：促進完全燃燒降低燃燒溫度減少廢氣排放催化燃燒催化劑：催化燃燒催化劑：Pd(Pt)/Al2O3CuO, MnOx, CoOx復合氧化物CH4催化燃燒催化燃燒 + CH4重整重整 CH4部分氧化部分氧化CH4 O2 CO2 H2OCH4 CO2 CO H2CH4 H2O CO H2CH4 O2 CO H2CH4催化燃燒：催化燃燒：CombustionDry reformingSteam reformingPartial oxidationLangmuir-Hinshelwood (L-H)機理：雙分子機理機理：雙分子機理A * A*B * B*A* B*AB*

5、AB*AB *Eley-Rideal(E-R)機理：單分子機理機理：單分子機理A * A*A* B AB*AB*AB *第四節(jié)第四節(jié) CO2和氯氟烴催化治理和氯氟烴催化治理1、控制、控制CO2排放引起的溫室效應：排放引起的溫室效應：減少排放：節(jié)能、使用不含碳能源循環(huán)利用：植物光合作用2、氯氟烴、氯氟烴化學特性：穩(wěn)定、無毒、不易燃燒用途：致冷劑、發(fā)泡劑、清洗劑危害：破壞臭氧層，造成地面紫外線增加治理：用含氫氟氯烴代替含氫氟氯烴在到達臭氧層之前分解第四節(jié)第四節(jié) CO2和氯氟烴催化治理和氯氟烴催化治理2、氯氟烴、氯氟烴氟利昂制冷劑CFC11：CFCl3CFC- 12：CF2Cl2 替代品HCFC12

6、3：CHCl2CF3HFC- 134a：CH2FCF3 破壞臭氧層破壞臭氧層不會破壞臭氧層不會破壞臭氧層含氫氟氯烴在到達臭氧層之前分解含氫氟氯烴在到達臭氧層之前分解CCl4? CCl3123CHCl3? CHCl2C2Cl6C2Cl4? CH2Cl? CH3Hydrocarbons1 2 3 烴 * * * * 四氯化碳加氫脫氯反應路徑示意圖四氯化碳加氫脫氯反應路徑示意圖 CCl4治理治理第五節(jié)第五節(jié) 清潔燃料和環(huán)境友好催化清潔燃料和環(huán)境友好催化1、清潔汽油：、清潔汽油：烯烴、芳烴：高辛烷值汽油組分，但會造成積碳，尾氣中CO、HC、NOx等污染物增加目標：降低烯烴、芳烴含量，避免辛烷值損失途徑：選擇性裂解使烯烴轉(zhuǎn)化為C3=、C4=；烯烴與醇類醚化；芳烴抽提2、清潔柴油、清潔柴油目標：脫硫、脫芳、減少異構(gòu)、提高十六烷值工藝：加氫脫硫、加氫裂化3、綠色化學化工及環(huán)境友好催化劑、綠色化學化工及環(huán)境友好催化劑 清潔生產(chǎn)的要求清潔生產(chǎn)的要求 清潔生產(chǎn)工藝清潔生產(chǎn)工藝 無毒無害中間產(chǎn)品；無廢少廢工藝；物料內(nèi)部無毒無害中間產(chǎn)品；無廢少廢工藝；物料