根(gen)據還原(yuan)劑是否與煙氣中的氧氣發生化(hua)(hua)學反(fan)應, 還原(yuan)法(fa)分為(wei)選擇性催化(hua)(hua)還原(yuan)和非(fei)選擇性催化(hua)(hua)還原(yuan)兩大類。

選擇性催化還原(SCR )

此(ci)法在國內外已得到廣泛應(ying)(ying)(ying)用。實踐證明,應(ying)(ying)(ying)用這(zhe)種(zhong)方法可(ke)(ke)以(yi)在較低(di)的(de)(de)溫度下取得高的(de)(de)NOX 去除率, 可(ke)(ke)達80～ 90%。但此(ci)法費(fei)用較大,因為(wei)它要求(qiu)對煙(yan)(yan)道氣(qi)(qi)進行(xing)預處理以(yi)防止催(cui)化(hua)劑中(zhong)毒或(huo)降低(di)催(cui)化(hua)的(de)(de)效(xiao)率。其中(zhong)應(ying)(ying)(ying)用最廣的(de)(de)是(shi)應(ying)(ying)(ying)用NH3 選擇性(xing)催(cui)化(hua)還原法, 即(ji)以(yi)NH3 做還原劑, 在各種(zhong)催(cui)化(hua)劑的(de)(de)作用下, 有選擇性(xing)的(de)(de)將NOX催(cui)化(hua)還原為(wei)氮和水的(de)(de)過程。NH3 不和煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)O2 發(fa)生反(fan)應(ying)(ying)(ying), 但煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)所含的(de)(de)O2 能(neng)夠(gou)強化(hua)NOX 的(de)(de)還原反(fan)應(ying)(ying)(ying)。其反(fan)應(ying)(ying)(ying)可(ke)(ke)用下面方程式表示(shi):

SCR 法所用的催化劑是有效元素Pt、Pa系貴金屬和V、Cr、M g、Fe、Cu、Zn、Co、N i 等的氧化物、鹽及其混合物。在催化劑作用下,NH3 可在與O 2 反應之前將NO 破壞掉, 避免消耗過多的還原劑NH3 和生成大量的反應熱。催化劑的組成及活性對SCR 法的處理效率影響很大。根據催化劑的不同, SCR 法又可分類如
下:

以(yi)Al2O3 載體為催化劑:

這(zhe)種催(cui)化劑(ji)(ji)1972 年(nian)在日本就開始(shi)大規模研(yan)究(jiu)。三菱化工(gong)公司研(yan)制出DN 型催(cui)化劑(ji)(ji) , 適(shi)宜在350～ 500℃、0.588～ 0.686 兆帕壓力下使用。該催(cui)化劑(ji)(ji)在較(jiao)寬溫(wen)度范圍(wei)及高溫(wen)下活(huo)性不減(jian), 壽命較(jiao)長(chang)。

鐵鉻催化劑: 使用以Fe2O3 為載體的鐵鉻系催化劑, 轉化率可達90%。該催化劑的活性不僅在250℃以上活性高, 而在NH4NO3 的分解溫度之上, 使運行更安全。
以(yi)銅(tong)或其化合物(wu)為主(zhu)組(zu)份的催(cui)化劑(ji): 近年來, 以(yi)銅(tong)或其化合物(wu)為主(zhu)組(zu)份的催(cui)化劑(ji)代替(ti)貴金屬為主(zhu)組(zu)份的研(yan)究工作進(jin)展較快(kuai)。如波蘭(lan)研(yan)究人員用(yong)H2、N2 氣流(liu)處理(li)后的Cu、Cu (OH)2、Cu(NO3)2 以(yi)Al2O3 作載體制得的催(cui)化劑(ji), 可使NOX 的轉化率達(da)90% (400℃)。

以上這些催化劑各有其特點和性質, 比較見(jian)表1。

應用(yong)NH3 選擇性(xing)催(cui)(cui)化(hua)(hua)還原法存在(zai)的(de)(de)主要問題是(shi): 煙氣(qi)成份復(fu)雜, 某些污染物可(ke)使催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中毒; 高分散(san)的(de)(de)粉塵微粒可(ke)覆(fu)蓋催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)表(biao)面,使其(qi)活性(xing)明顯(xian)下降; 催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)使用(yong)壽命較短; 系統中存在(zai)一些未反(fan)應的(de)(de)NH3 和煙氣(qi)中的(de)(de)SO2作用(yong), 生成易腐蝕(shi)和堵塞設(she)備的(de)(de)(NH4) 2SO  和NH4HSO 4, 同時還會降低NH3 的(de)(de)利用(yong)率。

盡(jin)管(guan)尚存在(zai)如上問題(ti), 但作為(wei)一般改進(jin)燃燒技術, 控制(zhi)NOX 生成的補充技術, 有著良(liang)好的前景。

B 非選擇性催化還原(SNCR)

SNCR 與(yu)SCR 相(xiang)比(bi), 除(chu)不應用催化(hua)劑外,基本(ben)原理和化(hua)學反(fan)應基本(ben)相(xiang)同。SNCR 通過在煙道氣流中產(chan)生的氨自(zi)由基與(yu)NOX 反(fan)應, 達到去除(chu)NOX 的目(mu)的, 反(fan)應式(shi)如下:

4NH3+ 4NO + O 2 4N 2+ 6H2O 　　③

該反(fan)應(ying)只有采(cai)用高(gao)(gao)達927～ 982℃的溫度(du)對才(cai)能進行, 當溫度(du)更(geng)高(gao)(gao)時(shi), 則可發生正面的競爭反(fan)應(ying), 生成(cheng)NO:

4NH3+ 5O 2 4NO + 6H2O 　　④

當(dang)溫(wen)度(du)高于1093℃時, 煙氣中NOX 的(de)濃度(du)增加, 因此在(zai)SNCR 中溫(wen)度(du)的(de)控制是至關重要的(de)。

該法的優點是設備投資很少, 不會出現催化劑堵塞設備的問題; 其缺點是生成的
(NH4)2SO4 和(he)NH4HSO 4 會腐蝕和(he)堵塞(sai)設(she)備,煙(yan)氣中增加了NH3 排放物(wu),NH3 利(li)用(yong)率(lv)低(di)(di); 控(kong)制(zhi)比(bi)較困難;NOX 的(de)脫除效率(lv)較低(di)(di)。但(dan)由于投資(zi)很少, 僅需對現(xian)有的(de)燃燒(shao)設(she)備稍(shao)加改造即可(ke),現(xian)有的(de)鍋(guo)爐(lu)和(he)燃燒(shao)爐(lu)的(de)用(yong)戶(hu)對于該法(fa)頗為(wei)重視。

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