元琛科技:分子篩NH3-SCR脫硝催化劑簡介

元琛環保科技 發佈 2024-05-01T04:12:20.006437+00:00

氮氧化物(NOx)是大氣污染物中最嚴重的污染物之一,會造成酸雨、光化學煙霧等一系列環境問題。目前,控制固定氮氧化物污染最有效、應用最廣泛的技術是氨氣選擇性催化還原(NH3-SCR)脫硝技術。NH3-SCR技術的核心在於開發活性高、選擇性強、水熱穩定性好、抗毒化能力強的脫硝催化劑。

氮氧化物(NOx)是大氣污染物中最嚴重的污染物之一,會造成酸雨、光化學煙霧等一系列環境問題。目前,控制固定氮氧化物污染最有效、應用最廣泛的技術是氨氣選擇性催化還原(NH3-SCR)脫硝技術。NH3-SCR技術的核心在於開發活性高、選擇性強、水熱穩定性好、抗毒化能力強的脫硝催化劑。脫硝催化劑有負載型和幾種氧化物形成的固溶體,負載型催化劑的載體有氧化鈦、氧化鋁、分子篩和碳材料等。

分子篩是一種多孔晶體材料,具有比表面積大、孔結構豐富和穩定性強的特點,分子篩脫硝催化劑具有溫度窗口寬、SCR反應催化活性強、N2選擇性好、水熱穩定性較好和無毒無害等優點。目前研究最多的是Fe、Cu系分子篩脫硝催化劑,還有Mn、Ce系分子篩催化劑,同時,由於ZSM-5,BEA,SAPO-n,SSZ-13拓撲結構催化劑由於具有優異的催化活性、選擇性和水熱穩定性,也是目前研究的熱點。

Fe分子篩催化劑具有較好的中高溫脫硝性能,,目前研究最多的是CHA(如SSZ-13,SAPO-34)、BEA、MFI(如ZSM-5)、MOR型結構的分子篩,脫硝性能順序為:Fe/CHA>Fe/BEA>Fe/MFI>Fe/MOR,為了提高催化劑的低溫性能,通過元素摻雜和構造核殼結構改性催化劑,可增強催化劑氧化還原能力;同時構造核殼結構和元素摻雜有助於提高Fe系分子篩的水熱穩定性和抗硫性能。

Cu系分子篩催化劑具有較好的低溫脫硝性能,ZSM-5,SAPO-n,SSZ-13分子篩具有很好的水熱穩定性和脫硝效率,催化活性高低順序為:Cu/SAPO-34>Cu/SSZ-13>Cu/ZSM-5>Cu/BEA。分子篩結構影響孔結構,孔結構按孔徑大小可以分為微孔、中孔和大孔。微孔分子篩不僅具有更好的穩定性,還具有更好的脫硝性能。通過引入多級孔結構,能改變催化劑的傳質效率、比表面積、表面酸性和NO吸附性能。同時可通過摻雜過渡金屬和稀土元素,利用多金屬協同作用促進催化劑的低溫脫硝性能和水熱穩定性。

除了Fe、Cu分子篩催化劑之外,Mn、Ce分子篩催化劑也應用較多。

分子篩催化劑具有很好的脫硝性能和N2選擇性,通過控制負載金屬元素含量,可調節分子篩脫硝催化劑的溫度窗口,實現對不同溫度工業煙氣與尾氣的脫硝。目前,分子篩基脫硝催化劑的研究主要集中在中高溫區,應用於低溫SCR的研究較少,催化劑在抗硫和抗水中毒性能方面的研究就更少,極大地限制了分子篩催化劑在低溫SCR工藝中的實際應用。

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