在化工產(chǎn)品生產(chǎn)以及其它一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,催化劑都是一種十分重要的物質(zhì),可以發(fā)揮重要的作用。在催化劑制造方法的研究中,低溫脫硝催化劑受到了許多研究機(jī)構(gòu)的重視。低溫脫硝處理,在許多方面都具有優(yōu)勢(shì),可以有效減少堵塞、磨損問(wèn)題,還可以在一定程度上保證催化劑不受污染,本文主要對(duì)低溫脫硝催化劑的研究情況,對(duì)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹,并對(duì)該技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行分析。今天主要講對(duì)低溫脫硝催化劑的應(yīng)用背景進(jìn)行介紹。

脫硝催化劑

氮氧化物是世界公認(rèn)的主要大氣污染物之一。燃煤電廠是我們氮氧化物的主要排放體。2012年1月1日施行的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223-2011)對(duì)燃煤電廠氮氧化物的排放提出更為嚴(yán)格的要求,新建火電機(jī)組排放量要達(dá)100mg/m3,從2014年1月1日開(kāi)始,重點(diǎn)地區(qū)所有火電投運(yùn)機(jī)組都要達(dá)到50mg/m3,隨著“碳達(dá)峰、碳中和”要求的提出,未來(lái)會(huì)更加嚴(yán)格。因此,燃煤電廠采用高效的NOx排放控制措施勢(shì)在必行。這也要求SCR脫硝催化劑具有較高的脫硝效率和中低溫脫硝特性以節(jié)省脫硝成本。

溫室效應(yīng)、酸雨和臭氧層破壞是世界上三大最為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,也是制約人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)期主題。近幾十年中,天然氣、石油和煤等化石燃料的大規(guī)模使用,使得環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻,引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。化石燃料燃燒的主要產(chǎn)物是碳氧化物、氮氧化物和硫氧化物,其中以氮氧化物的危害最為嚴(yán)重,是構(gòu)成大氣污染的主要物質(zhì)之一。

大氣中NOx的主要來(lái)源可以分為:天然產(chǎn)生和人為排放。天然產(chǎn)生的NOx主要來(lái)源于自然界氮元素循環(huán)中氨的氧化和有機(jī)物硝化作用,因循環(huán)過(guò)程中處于生態(tài)平衡狀態(tài),對(duì)環(huán)境影響較小。人為排放的NOx主要來(lái)源于鍋爐設(shè)備、燃燒器等固定源和汽車(chē)、船舶等移動(dòng)源,其中有90%產(chǎn)生于煤、焦炭、石油、天然氣等化石燃料的燃燒過(guò)程中,因分布集中,所以對(duì)自然環(huán)境和人類(lèi)社會(huì)造成了較大危害。

NOx可以與大氣中的水反應(yīng)生成硝酸,形成酸雨,對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、建筑物材料和人體健康等多方面造成危害例如,導(dǎo)致林木枝葉變黃、脫落甚至死亡;導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn),引發(fā)糧食危機(jī);導(dǎo)致水源酸化,使得魚(yú)類(lèi)減少;導(dǎo)致建筑物腐燭,損壞歷史古跡;導(dǎo)致人體病變,引發(fā)氣管炎、肺癌等。我國(guó)酸雨(pH<5.6)區(qū)域面積已約占國(guó)土面積40%,且多分布在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。大氣中的NO2經(jīng)紫外線照射會(huì)與大氣中的碳氧化合物反應(yīng)生成二次污染物,破壞臭氧層,加劇溫室效應(yīng),并形成光化學(xué)煙霧危害人體健康,尤其對(duì)眼睛和中樞神經(jīng)造成刺激,導(dǎo)致頭痛和失明,情節(jié)嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致死亡。此外,NOx中的NO能與血液中的血紅蛋白結(jié)合,生成高鐵血紅蛋白,減弱血液輸氧能力,導(dǎo)致人體缺氧。因此,治理NOx污染是環(huán)境保護(hù)問(wèn)題中各界密切關(guān)注并深入研究的課題。在催化劑的使用領(lǐng)域中,利用催化劑進(jìn)行選擇性催化還原是一個(gè)主要的用途。