低温SCR烟气脱硝技术研究进展（H2O和SO2的影响）-第2页-北极星大气网

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1.3催化剂的改性

离子掺杂可以有效的缓解催化剂烧结的现象，促进催化剂活性的提高。顾婷婷等研究表明Ca掺杂对SCR催化剂的活性有一定的抑制作用，但同时Ca掺杂对N2O生成的抑制更大，从而促进了催化剂的N2选择性，所以Ca掺杂对催化剂整体性能提升有良好的帮助。Phil等研究发现适当的Se、Sb、Cu、S掺杂有利于V2O5/TiO2催化活性的提高，在150-400度时，2%的Sb掺杂的V2O5/TiO2催化剂活性最好，同时Sb掺杂的催化剂在有水存在的条件下抗硫性能相对较好。Choi等研究发现低温状态下Cu掺杂可以提高以沸石分子筛为载体的催化剂活性。江博琼等把Fe掺杂到Mn/Tio2上，发现Fe对催化剂有促进作用，90度时NO的脱除率就能达到90%。

2、烟气中的H2O和SO2对催化剂的影响

低温SCR脱硝装置一般安装在除尘系统或者脱硫系统之后，布置在除尘后的低温SCR催化剂需要具有抗较高浓度SO2的能力，而布置在脱硫系统之后的催化剂也会受少量SO2的影响，同时需要具备一定的抗H2O能力。因此，低温SCR催化剂的抗硫和抗水性能是决定催化剂是否能工业化应用的关键因素，也是以往研究者所关注的重点。

2.1H2O对催化剂的影响

烟气中的水蒸汽能吸附在催化剂表面的活性点位上，从而抑制催化剂的活性。水与反应物的共吸附是低温SCR研究的一个重点。H2O对催化剂的影响可分为两类：一是可逆的;二是不可逆的。可逆反应中，随着水蒸汽的去除，水蒸汽对脱硝活性的影响基本能得到恢复;不可逆的反应中，水蒸汽去除后脱硝的活性并不会恢复，但当热处理的温度达到一定的程度后该反应就变成可逆的。有报道指出在湿反应的条件下，不同类型的还原剂也对催化剂的活性有较大的影响。总体上，在NH3-SCR反应中，H2O对催化剂活性的影响较小。

2.2SO2对催化剂的影响

在低温SCR反应中我们还必须注意到一个问题是SO2对催化剂反应的影响。烟气中的SO2一方面会导致催化剂活性组分的破坏，另一方面会使催化剂表面的活性位点被金属硫酸盐和硫酸铵所覆盖，从而使催化剂彻底失活。Kijlstra等研究了SO2对MNOx/AI2O3催化剂的影响，认为MnSO4的形成是导致催化剂活性下降的主要原因。Qi等制备了MNOx-CeO2催化剂，研究了SO2和H2O对NO去除率的影响。把V2O5负载在活性炭上制备得到的催化剂在低温条件下具有较好的抗硫性能。研究表明，SO2对低温SCR催化系统的影响难以避免，并且活性组分的硫酸化和硫酸铵的沉积效应往往同时存在，也给催化剂的再生造成了一定的困难。

3、低温SCR催化剂的反应机理

不同研究杉的催化剂及制备方法不同对低温SCR催化机理有不同的理解。Qi等人通过研究MNOx-CeO2复合氧化物催化剂发现低温SCR反应有两种反应途径。一种为气相的NH3首先吸附到催化剂上形成配位态的NH3和NH2，NH2和气相中的NO反应生成NH2NO，然后彻底分解为N2和H2O。

主要的反应机理为：

NG=H3(g)—NH3(a)

NH3(a)+O2(a)—NH2(a)+OH(a)

NH2(a)+NO(g)—NH2NO(a)—N2(g)+H2O(g)

另一种是NO在催化剂表面氧化成的HNO2，然后与NH3反应生成NH4NO2，最后分解为N2和H2O。其反应方机理为：

NO(a)+1/2O2(a)—NO2(a)

OH(a)+NO2(a)—O(a)+HNO2(a)

金瑞奔等研究Mn/TiO和Fe改性Mn/TiO2这两个催化剂的低温SCR机理发现：未掺杂的Mn/TiO2催化剂上的SCR反应属于Eley-Rideal反应，经Fe掺杂的催化剂的反应有另一条反应途径，NO首先被氧化成双齿硝酸盐类物质，在NH3下转变为单齿硝酸盐和NH4，进一步反应完成NO的还原过程最后生成H2O和N2。对于低温SCR的反应机理有很多的解释，其中被普遍认同的是NH3的吸附和活化在反应过程中起到了很大的作用。

4、结语

(1)MHOx和CeO2是常见低温SCR活性组分，在低温下具有良好的催化活性。TiO2是一种良好的低温SCR催化剂载体，具有较大的比表面积和较强的SO2抗性。金属离子的掺杂有助于催化性能的提高。

(2)低温SCR催化剂的抗SO2性仍不理想，SO2中毒是导致催化剂催化活性下降重要因素，因此在未来的研究中，一方面要根据催化剂中毒的原因，寻找并制备出高抗硫能力的催化剂，另一方面，也要研究低温SCR催化剂合适的再生方法，为低温SCR催化剂的工业化应用打下基础。

(3)低温SCR催化技术也可用于SO2含量较低的工业炉窑或化工尾气，尤其是用于水泥炉窑或者玻璃炉窑时，碱/碱土金属对低温SCR催化剂的影响也需要进一步研究和明确。

原标题：低温SCR烟气脱硝技术研究进展（H2O和SO2的影响）

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