在化工产品生产以及其它一些化学实验的过程中,催化剂都是一种十分重要的物质,可以发挥重要的作用。在催化剂制造方法的研究中,低温脱硝催化剂受到了许多研究机构的重视。低温脱硝处理,在许多方面都具有优势,可以有效减少堵塞、磨损问题,还可以在一定程度上保证催化剂不受污染,本文主要对低温脱硝催化剂的研究情况,对相关的关键技术进行介绍,并对该技术的发展前景进行分析。今天主要讲对低温脱硝催化剂的应用背景进行介绍。
脱硝催化剂
氮氧化物是世界公认的主要大气污染物之一。燃煤电厂是我们氮氧化物的主要排放体。2012年1月1日施行的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)对燃煤电厂氮氧化物的排放提出更为严格的要求,新建火电机组排放量要达100mg/m3,从2014年1月1日开始,重点地区所有火电投运机组都要达到50mg/m3,随着“碳达峰、碳中和”要求的提出,未来会更加严格。因此,燃煤电厂采用高效的NOx排放控制措施势在必行。这也要求SCR脱硝催化剂具有较高的脱硝效率和中低温脱硝特性以节省脱硝成本。
温室效应、酸雨和臭氧层破坏是世界上三大最为严重的环境问题,也是制约人类社会发展的长期主题。近几十年中,天然气、石油和煤等化石燃料的大规模使用,使得环境问题日益严峻,引起世界各国的广泛关注。化石燃料燃烧的主要产物是碳氧化物、氮氧化物和硫氧化物,其中以氮氧化物的危害最为严重,是构成大气污染的主要物质之一。
大气中NOx的主要来源可以分为:天然产生和人为排放。天然产生的NOx主要来源于自然界氮元素循环中氨的氧化和有机物硝化作用,因循环过程中处于生态平衡状态,对环境影响较小。人为排放的NOx主要来源于锅炉设备、燃烧器等固定源和汽车、船舶等移动源,其中有90%产生于煤、焦炭、石油、天然气等化石燃料的燃烧过程中,因分布集中,所以对自然环境和人类社会造成了较大危害。
NOx可以与大气中的水反应生成硝酸,形成酸雨,对水生态系统、森林生态系统、农业生态系统、建筑物材料和人体健康等多方面造成危害例如,导致林木枝叶变黄、脱落甚至死亡;导致农作物减产,引发粮食危机;导致水源酸化,使得鱼类减少;导致建筑物腐烛,损坏历史古迹;导致人体病变,引发气管炎、肺癌等。我国酸雨(pH<5.6)区域面积已约占国土面积40%,且多分布在经济发达地区,对我国经济建设和社会可持续发展造成严重威胁。大气中的NO2经紫外线照射会与大气中的碳氧化合物反应生成二次污染物,破坏臭氧层,加剧温室效应,并形成光化学烟雾危害人体健康,尤其对眼睛和中枢神经造成刺激,导致头痛和失明,情节严重者会导致死亡。此外,NOx中的NO能与血液中的血红蛋白结合,生成高铁血红蛋白,减弱血液输氧能力,导致人体缺氧。因此,治理NOx污染是环境保护问题中各界密切关注并深入研究的课题。在催化剂的使用领域中,利用催化剂进行选择性催化还原是一个主要的用途。
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