1、SCR催化劑的研究進展摘要：選擇性催化復原SeleciveCatalyticReduction，SCR法是目前可以找到的脫硝效率最高、最為成熟的技術，因其脫硝效率高、無二次污染而被廣泛使用。其中SCR催化劑是該技術的核心所在，該文主要介紹了SCR反應機理以及目前主流的SCR催化劑。關鍵詞：選擇性催化復原SCR煙氣脫硝NOxSCR催化劑中圖分類號：X701文獻標識碼：A文章編號：1672-3791202104a-0112-02氮氧化物NOx主要來自化石燃料的燃燒，按照氮和氧結合形態的不同，可分為多種形式的化合物，主要包括NO、NO2、N2O、N2O4和N2O5，其中排放量最多、對大氣環境危害最大

2、的是NO和NO2，煙氣中90%以上的NOx是NO。目前，選擇性催化復原SelectiveCatalyticReduction，SCR技術廣泛應用于傳統工業。SCR反應系統中存在兩個難點問題：催化劑失效以及NH3過量逃逸，因此，未來研究的重點是探索更好的催化劑。1SCR法原理SCR法的首次提出是在20世紀50年代，20世紀70年代投入工業應用。目前其脫硝效率可達90%以上，該方法是采用NH3作為復原劑，通過噴氨格柵進入煙道與煙氣混合，進行氧化復原反應生成N2和H2O。通過使用適宜的催化劑，反應溫度可以降低到400以下，脫硝效率可高達90%以上。SCR法是目前工程上廣泛使用的、可以用于固定源NOx

3、治理的技術。123其中反應1反應是標準SCR主反應，90%以上的NOx是NO氣體；2反應是快速SCR反應，因為該反應較為迅速，NO、NO2同時參與反應；3反應是NO2-SCR反應。在無催化劑存在的條件下，SCR反應溫度范圍都非常狹窄980左右，選擇SCR催化劑能夠降低反應活化能，降低反應溫度，應用于實際電廠工況即290430范圍內。2SCR脫硝催化劑種類研發具有優良性能的催化劑是SCR脫硝技術的核心，因為催化劑的本錢很高。目前市面上可見的SCR催化劑有成百上千種，包括低溫、超低溫、中溫等。大體上可將這些催化劑分為以下4類：金屬氧化物催化劑、碳基催化劑、貴金屬催化劑和分子篩催化劑。2.1金屬氧化

4、物催化劑金屬氧化物的催化能力來自于金屬原子與氧原子之間連接的化學鍵，過渡金屬不滿的d軌道可接受電子或者電子對，形成配合物。許多過渡金屬氧化物如：MoO3、ZrO2、MnO2、Fe2O3、V2O5等，都具有很好的SCR脫硝活性。村上【1】等學者專門研究了金屬氧化物的而脫硝活性，得到了大致的活性順序：CuO>Cr2O3>MoO3>ZnO>NiO，其中負載了CuO的催化劑的活性非常強，但是選擇性較差，NH3易與O2反應，降低脫硝效率。在眾多金屬氧化物中，Al2O3由于外表具有大量的羥基而被研究者們看好，并做了大量研究。H.Hamada等【2】研究了添加Al2O3可以增強催化劑

5、的脫硝性能，同時還發現負載Al2O3有助于提高催化劑的低溫活性。進一步的研究說明，當水蒸氣存在時，Ga2O3/Al2O3中添加SnO2可以進一步提高其催化活性，研究者認為，這種高活性來源于催化劑中的Ga-O-Al鍵。Xie等人【3】制備了CuO/Al2O3催化劑進行SCR反應，發現催化劑在200時的脫硝效率為80%，同時還進行了抗SO2實驗，發現銅氧化物對煙氣中的SO2非常敏感，活性下降十清楚顯。尉繼英等【4】制備出SnO2-Al2O3復合氧化物催化劑，350時脫硝效率高達71%。研究者還發現，其最高NO轉化率所對應的反應溫度介于Al2O3與SnO2之間，且隨SnO2含量的增大而逐漸降低。2.

6、2碳基催化劑活性炭具有特殊的孔結構和較大的外表積，其實，活性炭本身對NO具有較大的吸附能力，具有一定的NH3-SCR脫硝活性，在固定源NOx的治理中，具有較高的應用價值，負載其上面最常見的活性物質是V2O5。Gracia-Bordeja等人【5】通過浸漬法制備了負載型的V2O5/AC催化劑并發現催化劑在250可以到達70%以上NO的去除率。有很多學者將活性炭用于低溫SCR反應的研究中，中國科學院山西煤化學研究所的朱珍平等人【5】對V2O5/AC進行研究，并且在模擬煙氣中參加了SO2，發現SO2能夠明顯提高其脫銷活性，推測其原因可能是因為SO2與NH3發生反應生成硫酸銨鹽，增加外表酸性位，從而提

7、升了催化劑的催化活性。Tang等人【6】制備了MnO2/AC催化劑進行研究，發現200左右脫硝效率高達90%以上，參加Ce進行改性后，低溫活性進一步提升。南開大學的沈伯雄等人【7】采用先預處理后負載的方法制備CeO2/ACF催化劑，當Ce的負載量為10wt.%時，催化劑在120240的脫硝效率到達85%以上。2.3貴金屬催化劑貴金屬類催化劑是出現最早的SCR反應催化劑，催化劑中負載的貴金屬含量越高，其活性也越高。該催化劑的優點是具有較高的催化活性和熱穩定性，具有較好的抗硫中毒能力，但缺點也很明顯，對NH3具有一定的氧化作用，并且價格昂貴。A.Keshavaraja等人8用共沉淀法制備了納米Ag

8、/Al2O3催化劑，具有較高的催化活性，脫硝效率最大可達90%以上，并且通過長時間的實驗，沒有觀察到明顯的脫硝效率下降的現象。J.H.Li9等制備了Sn/Al2O3催化劑，其最高脫硝效率到達100%。pd-，pt-和Rh-負載型催化制也顯示出了較好的活性，但是貴金屬催化劑普遍存在一些問題：如選擇性低、價格高、反應過程有副產物等。2.4分子篩催化劑近年來，低本錢無毒的分子篩催化劑因具有活性高、反應溫度窗口寬，酸度適宜、穩定性好等優點而受到研究者的青睞。具有NH3-SCR活性的分子篩結構有許多，如常見的ZSM-5、BEA、USY、SSZ-13等等，通過不同的制備方法將金屬活性組分Cu，Mn，Ce，

9、Fe等負載在分子篩上。利用分子篩能夠實現主要活性組分定域分布的優點，使得其性能更加優良，這一點是其它載體所不能到達的10，另外，其耐熱性及耐水蒸汽穩定性都較好，并且具有較寬的反應溫度窗口和較高的抗硫中毒能力，被認為是最具有實際應用前景的SCR催化劑。M.Iwamoto等11將多種金屬離子負載在分子篩上制備成催化劑，發現負載有Cu2+分子篩的催化劑具有較高的催化活性，其催化活性的大小與多種因素有關。研究者還發現，Cu2+離子的交換度越大，分子篩的催化活性越高。3結論1選擇性催化復原法是目前國內外電站普遍采用的煙氣脫硝技術。催化劑是SCR脫硝工藝的核心，其熱穩定性、催化活性、抗硫能力均會影響響使用

10、壽命及運行本錢。2脫硝催化劑主要有金屬氧化物催化劑、碳基催化劑、貴金屬催化劑和分子篩催化劑等。目前應用較多的SCR催化劑是氧化鈦基催化劑，主要成分為TiO2、V2O5、WO3等。3催化劑的研究方向應著眼于高活性催化劑的設計和制備，研發低溫SCR抗SO2中毒的催化劑，以提高活性、降低本錢為目標。參考文獻【1】山中龍雄，著.催化劑的有效實際應用M.周汝中，譯.北京：化學工業出版社，1988.【2】HamadaH，KitaichiY，SasakiM，etal.Transitionmetal：promotedsilicaandaluminacatalystsfortheselectivereducti

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