低温选择性催化还原NOx的研究进展

氨选择性催化还原（NH3-SCR）是目前国内外应用最广泛的固定源脱硝技术。但由于传统的氧化钒催化剂起活温度偏高（300℃-400℃）,因此开发具有低温活性的高效脱硝催化剂成为当前国内外的研究热点。文章对近年来低温选择性催化还原法脱除Nox的研究进展进行综述。     

低温催化脱硝技术的研究进展

面对日益严重的环境问题,燃煤烟气催化脱硝技术得到了较快发展。针对目前应用较为广泛的选择性催化还原脱硝技术,本文从催化脱硝技术的机理出发综述了低温催化脱硝方面的研究进展,将低温催化脱硝技术分成两大类:低温氨法选择性催化还原脱硝技术和低温非氨法催化脱硝技术。在低温氨法选择性催化还原脱硝技中总结了金属氧化物催化剂、分子筛催化剂以及碳基催化剂等的反应机理和反应过程,揭示了影响脱硝效率的各种因素;低温非氨法催化脱硝技术中从反应方式出发,总结了NO_x催化裂解技术、HC-SCR技术、NO_x吸附-还原技术以及CO催化脱硝技术的研究进展,并对反应影响因素进行了综述。探索了各种催化剂的优势和不足之处:低温NH₃-SCR技术具有选择性高、效率高的特点但是其还原剂价格较贵且存储运输较为困难;低温非氨法催化脱硝技术选择性差、效率低,但是还原剂价格低廉、易于制备,且在工艺方面改进时可以达到要求的效率。在此基础上本文展望了未来低温催化脱硝的研究方向:在降低脱硝成本的情况下改善催化脱硝工艺,大力发展氮氧化物吸附还原等技术。     

低温SCR脱硝催化剂研究进展

氮氧化物NOx(NO, NO2和N2O)是全球大气污染的主要污染物之一,引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题,严重影响人们的生存环境和生活质量,引起了世界各国的广泛关注。针对固定源和移动源燃烧排放,各国制定了日益严格的排放标准。目前主要的脱硝技术分为选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、氧化脱硝和活性炭吸附脱硝等。SNCR的应用有较高的条件,影响其成功运行的主要因素有温度、氨氮比、氨气在烟气中的分布和停留时间等,故SNCR的工业应用存在一定的局限性。SCR脱硝技术比其它脱硝技术应用更广泛,其中脱硝多安排于除尘脱硫后,此时温度多处于100?250℃之间。为提高SCR脱硝性能,低温SCR脱除NOx是目前研究最热门的烟气脱硝技术。本工作综述了近年来低温SCR脱硝催化剂的研究进展,介绍了锰基催化剂、钒基催化剂及碳基催化剂的发展现状,对单组分Mn基催化剂、负载型Mn基催化剂和复合型Mn基催化剂进行了综述,从V基催化剂的制备对脱销的影响和脱硝机理进行了表述,综述了过渡金属掺杂对C基催化剂的影响,阐述了烟气中H2O和SO2对催化反应的影响及低温SCR反应的脱硝机理,对低温SCR催化剂进行了总结并对其未来发展进行了展望。     

烟气NOx低温选择性催化还原催化剂研究进展

催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝技术的核心,其催化性能直接关系到脱硝效果的好坏。近年来,由于低温选择性催化还原法具有良好的经济性,引起各国环保研究工作者的关注,成为近年SCR研究的热点。本文概述了贵金属、金属氧化物、分子筛和碳基材料催化剂的低温(低于250℃)选择性催化还原法脱除NOx研究进展。其中,以碳基材料为载体的催化剂显示出良好的低温选择性和稳定性,具有很好的应用前景。     

选择性催化还原法脱硝研究进展

催化脱硝是目前研究较多的脱除氧化物的方法 ,分为催化分解法和催化还原法 .后者又分为选择性催化还原法 ( SCR)和非选择性催化还原法 ( NSCR) .概述了 NH3 作还原剂的SCR法 .介绍了选择性催化还原降低氮氧化物排放技术 ( SCR)的机理、SCR技术催化剂使用情况、SCR反应的吸附机理、反应化学关系式以及化学动力学研究 .同时展望了这一技术领域的重点研究方向     

活性焦低温催化氧化NO脱除性能评价及热再生试验

活性焦是一种高性价比的炭基催化脱硝材料,为研究其在低温无氨条件下的脱硝性能及热再生情况,采用固定床试验装置,进行低温脱除NO性能评价及原位热再生试验;并对2种试验用活性焦的比表面积、孔径分布和表面官能团等进行表征分析,研究表面特性对去除NO性能的影响;初步探讨活性焦对NO的低温脱除及热再生机理。结果表明:在进口NO体积浓度100×10-6、O_2体积浓度6%、反应温度70℃、空速1 000 h-1的NO脱除试验条件下,出口NO浓度随时间增加逐渐上升,脱硝率则直线下降。结合红外表征,定性说明活性焦脱除NO过程中存在催化氧化及吸附,可能的机理是活性焦中活性官能团将NO氧化为NO_2,并以吸附态NO_2形式赋存于活性焦孔隙表面,部分化学吸附态NO_2又在活性焦表面发生歧化反应,形成吸附态NO_3。O_2体积浓度6%、再生温度70～400℃、升温速率2℃/min的热再生试验条件下,NO浓度先快速上升,100～150℃达到平台,210℃左右达到脱附量峰值,此时NO脱附折算浓度约85 mg/m3,之后NO浓度逐渐下降至0;模拟烟气在250℃以上时,CO开始析出,CO生成量与再生温度成正比。脱硝后的活性焦在原位热再生过程中,吸附态NO_2又分解为NO释放出来。2种试验用活性焦样品的微观孔隙结构较为相似,活性焦样AC1和AC2的等温曲线都属于IV型等温曲线,迟滞回线属H4型,这说明2种样品的微观结构多为狭缝状孔道;AC2在吸附脱附曲线低P/P0区拐点处的吸附量、孔容、BET比表面积比AC1略大,说明前者样品中的微孔相对更多;活性焦样AC1和AC2的最可几孔径分别为1.76和1.57 nm。XPS和脱硝性能评价发现含有更多含氧/氮官能团的活性焦样品,脱硝活性更强。     

脱除工业烟道气中SO_x和NO_x的技术

综述了国内外烟气脱除硫氧化物和氮氧化物的研究现状及进展。脱除烟气硫氧化物的技术有钙法、碱法、活性炭吸附法、氨法、电子束脱硫法、生物脱硫法等 ,脱除氮氧化物的技术有烟道气循环法、低氮氧化物燃烧器法、选择性催化还原法、非催化选择性还原法、催化助热燃烧技术等。特别是新型的硫氧化物 /氮氧化物一体化处理技术即NOXSO技术 ,对硫氧化物和氮氧化物有很大的脱除效果 ,是今后的发展方向     

锆掺杂对Ti-Ce-Ox复合氧化物NH3选择性催化还原NO的影响

采用共混法制备Ti-Ce-Zr-Ox复合氧化物脱硝催化剂,主要研究究Ti-Ce-Zr-Ox复合氧化物催化剂NH3选择性催化还原[selective catalytic reduction(SCR),NH3-SCR]NO的活性,重点考察锆掺杂对Ti-Ce-Ox复合氧化物催化剂NH3-SCR脱除NO的影响.用X射线衍射、氮...     

低温SCR脱硝催化剂研究进展（英文）

氮氧化物NOx(NO, NO_2和N_2O)是全球大气污染的主要污染物之一,引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题,严重影响人们的生存环境和生活质量,引起了世界各国的广泛关注。针对固定源和移动源燃烧排放,各国制定了日益严格的排放标准。目前主要的脱硝技术分为选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、氧化脱硝和活性炭吸附脱硝等。SNCR的应用有较高的条件,影响其成功运行的主要因素有温度、氨氮比、氨气在烟气中的分布和停留时间等,故SNCR的工业应用存在一定的局限性。SCR脱硝技术比其它脱硝技术应用更广泛,其中脱硝多安排于除尘脱硫后,此时温度多处于100～250℃之间。为提高SCR脱硝性能,低温SCR脱除NOx是目前研究最热门的烟气脱硝技术。本工作综述了近年来低温SCR脱硝催化剂的研究进展,介绍了锰基催化剂、钒基催化剂及碳基催化剂的发展现状,对单组分Mn基催化剂、负载型Mn基催化剂和复合型Mn基催化剂进行了综述,从V基催化剂的制备对脱销的影响和脱硝机理进行了表述,综述了过渡金属掺杂对C基催化剂的影响,阐述了烟气中H2O和SO2对催化反应的影响及低温SCR反应的脱硝机理,对低温SCR催化剂进行了总结并对其未来发展进行了展望。     

脱除工业烟道气中SOx和NOx的技术

综述了国内外烟气脱除硫氧化物和氮氧化物的研究现状及进展.脱除烟气硫氧化物的技术有钙法、碱法、活性炭吸附法、氨法、电子束脱硫法、生物脱硫法等,脱除氮氧化物的技术有烟道气循环法、低氮氧化物燃烧器法、选择性催化还原法、非催化选择性还原法、催化助热燃烧技术等.特别是新型的硫氧化物/氮氧化物一体化处理技术即NOXSO技术,对硫氧化物和氮氧化物有很大的脱除效果,是今后的发展方向.     

工业废气中NOx处理工艺研究

针对工业NOx废气氧化度低、氧气及水汽含量高的特点,提出以高硅Na-ZSM-5分子筛为催化剂的催化氧化-碱液吸收-还原性碱液吸收的组合工艺脱除NOx的方法,考察了空时对NO氧化的影响,NOx氧化度、碱液含量、空时对碱液吸收以及还原液种类、空时对还原性碱液吸收的影响.结果表明,空时为0.5 s时,干气下NOx氧化度达到6...     

多壁碳纳米管负载FeS2的制备及脱汞性能分析

采用硝酸铁与硫脲在溶剂热反应条件下制备FeS₂,利用物理浸渍法将FeS₂负载至多壁碳纳米管（MWCNTs）上,借助扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X光电子能谱（XPS）等分析测试手段对制备样品的结构特性进行探究,通过固定床反应器研究模拟烟气氛围下吸附剂对烟气中单质汞的吸附特性。实验考察了不同FeS₂负载量、烟气初始汞浓度、床层温度以及O₂、NO和SO₂对吸附剂脱汞效率的影响。结果表明,制备出的FeS₂分散性较好,呈球状晶体,表面均匀覆盖着MWCNTs,成团簇状。当负载量为10%、反应温度为70℃时,FeS₂/MWCNTs的吸附效果最好,最高脱除效率能达到100%,60min后脱除效率仍有80.3%。TPD脱附曲线和XPS分析结果进一步表明烟气中的Hg⁰被氧化成Hg²⁺以HgS的形式附着在吸附剂表面,证实吸附剂以化学吸附为主。此外,汞脱除效率随初始汞浓度的增加而降低,汞吸附容量却随之增加,60min最高能达到5.1μg/g。酸性气体NO和SO₂的存在,占据了吸附剂表面的活性点位,不利于Hg⁰的吸附,但低浓度NO对吸附剂的整体效果影响不大,抗NO性能较好。     

Adsorptive removal of trace NO from a CO2 stream over transition-metal-oxide-modified HZSM-5

This study investigates the adsorption performance of a number of absorbents prepared by incipient wetness impregnation of 3.85 wt% Fe, Co, Ni, Mn, Co and Ce oxides on HZSM-5 for the removal of trace NO (150–200 ppm) from a CO₂ stream to produce food-grade CO₂. The adsorbents were characterized using X-ray diffraction, X-ray fluorescence, and N₂ adsorption with their performances evaluated in a fixed-bed flow system. The investigations revealed NO removal of better than 0.1 ppm from the CO₂ stream. The breakthrough capacities of the adsorbents for NO removal in the presence of O₂ were found to significantly increase. The converse was observed in the case of NO adsorption selectivity. Co/HZSM-5(25) was found to be the best adsorbent under all the conditions tested producing CO₂ purities of better than 99.9999%. This is significantly higher than for Fe–Mn mixed oxides, claimed to be the best NO adsorbent reported in the literature for CO₂ purification.     

离子交换树脂去除水中硝酸盐的研究

对比研究了国内生产的5种阴离子交换树脂(D201、D301、D407、330、717)对水中NO3-的吸附解吸情况。动态吸附饱和曲线表明,717和D407对NO3-的吸附较好,饱和吸附量分别为82.8mg/mL和54.8mg/mL,其他3种树脂效果很差;717和D407对NO3-的吸附速率也相对较快。5种树脂吸附等温线与经验公式拟合的线性相关性显著,其中330树脂符合BET经验公式,另外4种树脂符合Langmuir经验公式;再生试验表明5种树脂再生率均能达到85%以上。综合研究结果认为,强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂717和螯合树脂D407对NO3-具有较好的吸附解吸性能,可作为去除硝酸盐的选用树脂。     

SO_2对钙基吸收剂吸收NO的作用机理

针对低温条件下SO2对Ca(OH)2吸收NO的影响进行了实验研究,分析了烟气中O2和H2O对SO2促进Ca(OH)2吸收NO的影响。实验结果表明,当烟气不含SO2时,Ca(OH)2对NO基本无吸收作用;烟气中SO2的存在对NO吸收具有促进作用。H2O和O2对SO2促进NO吸收有显著影响;当烟气不含O2时,即使大量的SO2被吸收,NO吸收效率仍较低;只有SO2与O2和H2O共存才能促进NO吸收。脱硫产物CaSO3对NO无氧化作用;NO、H2O和SO2未在吸收剂表面产生可分解释放NO2的大分子中间配合物。分析认为在脱硫过程中产生了可以促进NO与O2反应的非稳定中间活性组分。     

Catalytic activity of pitch-based activated carbon fiber of large surface area heat-treated at high temperature and its regeneration for NO–NH3 reaction at ambient temperatures

The catalytic activity of a pitch-based activated carbon fiber (ACF) of very large surface area (OG-20A) was studied for NO–NH₃ reaction in a flow reactor at ambient temperatures. The ACF exhibited the highest activity in wet as well as dry gas among heat-treated ACFs so far examined by the present authors. The calcination at 1100°C was essential to exhibit the highest activity especially in wet gas. Although high humidity always retarded the reaction very markedly, its retardation was very much emphasized against NO of low concentration around 10 ppm. Sufficient amount of OG-20A-H1100 (3 g) allowed complete removal of 10–200 ppm NO by reduction and adsorption for initial 6 h even at least in wet gas at 25–30°C depending on NO concentration. The removal conversion decreased gradually for several hours following to the stationary one. The reactivity of adsorbed NO and NH₃ was examined in air to regenerate the period of complete NO removal over the ACF. The regeneration at 30°C was found optimum after the removal reaction at 25 or 30°C to provide the same period of complete removal by 3 h, leaking minimum amounts of adsorbed NO and NH₃. A higher reaction temperature of 35°C shortened the period of complete NO removal, and the successive regeneration at 30°C by 3 h failed in the complete NO removal in the second run. Oxygen appears necessary to regenerate the activity through enhancing the reaction of adsorbed NO and NH₃. NH₃ in the regeneration gas appears to inhibit the reaction of adsorbed species, increasing NH₃ leak.     

不同人工湿地基质脱氮效果的小试

基质是人工湿地达成脱氮效果的重要部位,该试验研究了底泥（对照）、底泥砾石复合（砾石）、底泥沸石复合（沸石）3种基质条件下上覆水体中NH ＋4 N、NO -2 N、NO -3 N和TN的去除效果,以及底泥耦合水体混合（混合）对脱氮效果的影响。结果表明底泥耦合混合时TN和NO -3 N去除率最高,12 d达到85％和91％;单纯底泥条件次之,为69％和73％;底泥沸石复合和底泥砾石复合时对TN和NO -3 N的去除效果较差,为56％和61％。就NH ＋4 N而言,虽然沸石对NH ＋4 N有较好的吸附效果,但未能完全将NH ＋4 N从系统中去除,当水体中NH ＋4 N浓度较低时还会不断解吸出来。NO -2 N作为中间产物,均先升高后降低,但混合条件下峰值较早出现,且去除速率也较快。     

活性焦汞吸附特性及动力学机理分析

通过固态吸附剂汞吸附效能测定系统进行了太西活性焦吸附单质汞的实验,考察单质汞Hg⁰入口浓度和温度对太西活性焦脱汞性能的影响并探讨了吸附机理。结果表明:在CO₂/N₂/O₂/NO/Hg⁰体系中,不同Hg⁰入口浓度获得的汞脱除效率曲线相似,脱除效率随Hg⁰入口浓度增大而增加;变入口浓度工况下,汞的吸附全过程遵循准二级动力学反应模型,该吸附过程以化学吸附为主;在反应温度从403 K升高到423 K的过程中,系统发生了化学吸附或者化学反应,423 K可作为活性焦的最佳除汞温度;Bangham方程可对变温工况下活性焦脱除单质汞的吸附过程进行准确描述,并获得不同温度下活性焦脱汞的吸附速率常数存在k_423K>k_463K>k_403K的关系。     

SO2 and NO selective adsorption properties of coal-based activated carbons

The aim of this paper is to study binary gas adsorption on the activated carbon in the fixed-bed reactor. Coal-based granular activated carbons can selectively adsorb SO₂ and NO. Physically adsorbed NO is replaced and desorbed by SO_2. Chemically adsorbed NO can promote the absorption of SO₂. The presence of SO₂ and NO can enhance the chemical adsorption of NO and SO₂, respectively. When the diameter of granular activated carbon decreases and the specific surface area increases, both the penetration time of the activated carbon bed and SO₂ removal efficiency increase. The whole removal efficiency of SO₂ is more than 99% in the penetration time, but the whole removal efficiency of NO is only 55% in the coexistence of SO₂ and NO. SO₂ adsorption capacity of HNO₃ dipped granular activated carbon is higher than that of non-treated one. The two experimental results are agree with each other.     

生物质再燃焦管道喷射脱汞性能

采用高温携带流反应装置在1050℃和1150℃条件下制备了稻壳再燃焦（RH1050和RH1150）和小麦秸秆再燃焦（WS1050和WS1150），并分别将其与燃煤灼烧飞灰混合制成相应的脱汞吸附剂。在吸附剂管道喷射脱汞实验装置上，研究了生物质种类、吸附温度、初始汞浓度和烟气组分（SO₂、NO和HCl）对生物质再燃焦管道喷射脱汞性能的影响，并结合生物质及其再燃焦的理化特性分析，探讨了单质汞（Hg⁰）脱除机理。结果表明：4种生物质再燃焦平均脱汞效率相差不大，约为30%，稻壳再燃焦的脱汞效率略高于小麦秸秆焦。随着吸附温度的升高，RH1050脱汞效率持续增加，RH1150脱汞效率则呈现波动变化趋势。随着初始汞浓度的升高，稻壳再燃焦的平均脱汞效率均呈现先增大后减小的趋势，初始汞浓度为25μg/m³时RH1050和RH1150的平均脱汞效率最大，分别为35.6%和37.1%。SO₂对生物质再燃焦管道喷射脱汞具有一定的抑制作用，NO具有一定促进作用，而HCl的促进作用更为显著，且当HCl浓度大于50μL/L时，生物质再燃焦的平均脱汞效率均在90%以上。