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CO-SCR简介

发布日期:2022-02-16  浏览次数:2501

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1、引言
化石能源具体包括石油、天然气、煤炭,由于我国的资源特性一直是“富煤缺油少气”,因此我国化石能源大幅偏重于煤炭。煤炭的大量使用会对环境造成很多影响,尤其是煤炭的燃烧,燃烧过程中会排出众多大气污染物,包括烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,造成环境污染。

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2020年中国能源结构图

其中,氮氧化物(NOx)作为一种主要大气污染物,会造成酸雨、光化学烟雾、城市烟雾、臭氧层空洞等众多环境问题,并容易结合人体血液中的血色素,阻断血液中氧的运输,导致人体中枢神经麻痹症,同时危害人体心肺功能。

 

工业生产中广泛使用的NOx控制技术有低氮燃烧技术、选择性非催化还原技术(SNCR)和选择性催化还原技术(SCR)。

 

2、CO-SCR技术简介
CO-SCR是以一氧化碳(CO)为还原剂将NOx还原成N2。CO作为一种还原性气体,广泛存在于烧结和焦化烟气以及机动车尾气中,同时CO也是一种无色无味的有毒气体,当空气中的CO超过0.1%时,可能导致人中毒。使用CO代替NH3进行选择性催化还原NOx不仅可以降低污染控制成本,而且可以同时消除烟气中的NO和CO,实现以废治废。

 

2.1 CO-SCR技术原理
CO还原NO的反应过程可分为反应物分子吸附(CO与NO混合后首先进行气相扩散,与催化剂表面接触,并被催化剂表面不饱和金属活性所吸附,形成NO(a)和CO(a)物种,同时随着反应的继续进行,CO与NO气体逐渐扩散至催化剂的孔道结构内。);吸附态分子解离(当反应达到一定温度后,活性NO(a)被分解为N(a)和O(a)物种。);表面活性物质重组及产物分子脱附(CO(a)被活性O(a)物种氧化生成CO2,同时活性N(a)物种结合生成N2,反应生成的最终产物CO2和N2从烟道中排出)四个过程。同时,其他活性物种结合会产生N2O,O2等副产物,具体步骤如下:

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2.2 CO-SCR催化剂
催化剂是整个催化反应体系中的关键物质。目前,在用 CO 作还原剂脱除 NOx 的 CO-SCR脱硝技术中,常用的催化剂有贵金属催化剂、单一过渡金属催化剂、复合过渡金属催化剂等。贵金属催化剂一般指铂、钯、铑、铱、银等。贵金属作催化剂,往往以纳米状态存在,也可以负载在载体上,或以离子交换的方式存在于分子筛上。非贵金属铜、钴、铁、铬和锰的氧化物对于氮氧化物的去除都具有较好的活性。单金属催化剂往往存在反应温度窗口较窄、在富氧条件下反应活性较差、抗SO2中毒能力差等缺点,复合金属催化剂掺杂了合适的助剂,对催化剂进行改进,在一定程度上可以改善这些问题。相对于单一过渡金属氧化物催化剂,双组分或者多组分的复合过渡金属氧化物,往往活性组分的分散度更高,催化剂的活性和稳定性也更加优良。

 

2.3 CO-SCR技术特点
CO-SCR技术利用烟气中存在的有害气体CO还原氮氧化物,完成烟气脱硝,其优势主要有:
(1)CO作为一种还原性气体,在100~400℃具有强还原性,是一种良好的NOx还原剂;
(2)还原剂来源于烟气本身,脱硝成本大大降低;
(3)同时降低了CO和NOx的排放量,做到“以废治废”;
(4)无氨逃逸,不会造成二次污染。