同时脱硫脱硝固态反应剂研究进展

2.2蜂窝状负载活性炭

由于颗粒状活性炭在烟气净化过程中对烟气的流动会产生高流动阻力并且飞灰会使活性炭颗粒堵塞影响净化效果，因此蜂窝状活性炭催化剂的研发成为了同时脱硫脱硝的研究热点。

WANG等研究了蜂窝状活性炭负载V2O5在150～250℃对SO2和NO进行同时脱除。与颗粒状活性炭和块状催化剂相比，200℃时负载质量分数为2%的V2O5的蜂窝状活性炭表现出较高的SO2和NO同时脱除的效率。

使用过的催化剂在NH3/Ar体积分数为5%的氛围中再生后催化吸收剂SO2脱除活性与SCR活性均有所提高，ACH中的无机粘合剂会使吸收剂表面微孔和表面积下降，其中含有的碱金属和碱土金属也会使催化吸收效果下降。较低的温度有利于SO2的脱除，而较高的温度有利于NO浓度的减少。

3γ-Al2O3型吸收-催化剂

γ-Al2O3吸收剂是指在γ-Al2O3圆球上负载CuO或钠盐。使用该类吸收剂通过吸附、吸收以及再生等步骤对NOx和SO2进行同时脱除的技术有CuO/γ-Al2O3吸附法、NOxSO工艺和SNAP法。

由于该类吸收剂可以得到较好的SO2和NOx的同时脱除效率并且能够再生重复利用，早在20世纪70年代γ-Al2O3吸收剂就开始得到研究。使用Cu/Al2O3吸收-催化剂对SO2和NOx进行同时脱除时，催化反应和非催化反应在吸收剂表面能够同时发生。

GENTI等研究了工业Cu/Al圆球的尺寸和质构特性对SO2和NOx同时脱除以及SO2捕捉的动力学影响。结果表明，反应速率同时受本征动力学和SO2的扩散速率影响，而后者反过来又受Cu/Al圆球的尺寸和质构特征影响。

为了考察催化吸收剂的再生效果，MACKEN等进行了CuO/Al2O3吸收-催化剂的反应再生循环实验。循环反应相包括在350℃下将催化吸收剂置于SO2，NO，NH3，O2的混合气流下，在这种条件下NO的转化率一直高于90%，而SO2转化为CuSO4。

再生相包括500℃时CuSO4被CH4还原为Cu，然后再在450℃下被氧化为CuO。实验表明，经过1525次循环，SO2的吸收能力降低了25%，但反应活性没有明显的变化。由于负载的Cu的再分散，再生后吸收催化剂表面的物理化学特性发生了一些微小的改变。

XIE等研究了使用CuO/Al2O3对SO2和NOx进行同时脱除时SO2对吸收-催化剂的影响。固定床研究表明，在200～300℃时，SO2使CuO/Al2O3的催化效率明显下降，催化剂失活程度取决于反应温度。

活化产物为硫酸铵盐和硫酸铜，硫酸铵盐通过堵塞或填充催化剂微孔使催化剂失活，但是当反应温度升高到400℃左右时，硫酸铵盐可以被去除。在较低温度时硫酸铜也通过堵塞填充催化剂的微孔使催化剂中毒，并且相对于CuO，CuSO4的SCR活性也相对较低。

LIU等研究了堇青石基CuO/Al2O3催化剂对烟气中NOx和SO2进行同时脱除。研究发现，相对于Na2O，使用V2O5作为催化剂可以减小CuO颗粒大小从而防止CuO结块，因此在保持较高的SCR效率的同时提高了SO2的脱除效率。

4天然锰矿石反应剂

尽管使用CuO对NOx和SO2进行同时脱除在近30年内得到了广泛的研究，但是CuO/γ-Al2O3(或SiO2)应用于流动床时存在着抗磨性较低的缺点。天然锰矿石含有金属锰与少量的其他金属元素，具有同时脱硫脱硝的能力和良好的抗磨性，此外天然锰矿石成本较低并且在应用操作中不需要预处理。

由于上述特点，JEONG等用天然锰矿石对SO2和NOx进行了同时脱除实验。使用新鲜的锰矿石作为吸附剂时在200℃以下，NO的脱除率随着温度的升高而升高，然而高于200℃时由于NH3的氧化，NO的脱除率随着温度的升高而降低。

在硫化的锰矿石吸收剂中由于硫化后吸收剂表面的酸度增大，因此可以在较高的温度下获得较高的NO脱除率。为了保持高于80%的NO和SO2同时脱除率，NH3的质量分数要小于5×10-6，反应温度需要控制在350～400℃之间，反应时间要在30min以下。

5结语

使用一种反应剂同时脱硫脱硝是当前脱硫脱硝一体化的研究热点。然而上述部分反应剂在应用过程还存在着不能同时获得较高的脱硫效率和脱硝效率的问题，因此今后应重点研究氮氧化物和硫氧化物同时脱除时的相互影响，以及共同脱除的机理研究，从而提高同时脱除效率。

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