Введение

К ископаемым источникам энергии относятся нефть, природный газ и уголь. Из-за того, что ресурс Китая богат углем и беден нефтью и газом, китайская ископаемая энергетика в значительной степени ориентирована на уголь. Широкое использование угля приведет к многочисленным воздействиям на окружающую среду, особенно во время его сжигания, что приведет к выбросу многих загрязнителей атмосферы, включая твердые частицы, двуокись углерода, двуокись серы, оксиды азота, вызывающие загрязнение окружающей среды.

Среди них оксиды азота (NOx), являющиеся основным загрязнителем атмосферы, могут вызывать кислотные дожди, фотохимический смог, городскую дымку, разрушение озонового слоя и многие другие экологические проблемы. Он может легко соединяться с гемоглобином в организме человека, блокируя транспортировку кислорода в крови, приводя к параличу центральной нервной системы и подвергая опасности сердечно-сосудистые и легочные функции человека.

Технологии ограничения выбросов NOx, широко используемые в промышленном производстве, включают технологию сжигания с низким содержанием азота, технологию селективного некаталитического восстановления (SNCR) и технологию селективного каталитического восстановления (SCR).

2. Внедрение технологии CO-SCR

Технология CO-SCR восстанавливает NOx до N2 за счет использования монооксида углерода (CO) в качестве восстановителя. CO является восстановительным газом, который широко присутствует в дымовых газах агломерации и коксования и выхлопных газах автомобилей. Это также бесцветный токсичный газ без запаха, который может вызвать отравление, если концентрация CO в воздухе превышает 0,1%. Использование CO вместо NH3 для селективного каталитического восстановления NOx может не только снизить затраты на борьбу с загрязнением, но и устранить NO и CO в дымовых газах, обеспечивая очистку отходов за счет отходов.

2.1 Принцип технологии CO-SCR

Реакционный процесс восстановления NO NO можно разделить на четыре этапа: адсорбция молекул реагентов (CO и NO сначала подвергаются газофазной диффузии и контактируют с поверхностью катализатора, а затем адсорбируются ненасыщенными металлическими активными центрами на поверхности катализатора, образуя NO(a) и CO(a), а CO и NO постепенно диффундируют в пористую структуру катализатора по мере продолжения реакции); диссоциация адсорбированных молекул (когда реакция достигает определенной температуры, активный NO(a) разлагается на частицы N(a) и O(a)); рекомбинация поверхностно-активных веществ и десорбция молекул продуктов (CO(a) окисляется активными частицами O(a) с образованием CO2, в то время как активные частицы N(a) объединяются с образованием N2, а конечные продукты CO2 и N2 образуются в результате реакции выбрасываются из дымохода). Тем временем,

Адсорбция молекул реагентов:

CO (г) → CO (а)

НЕТ(г) → НЕТ(а)

Диссоциация адсорбированных молекул:

NO(а) → N(а) + O(а)

Рекомбинация поверхностно-активных веществ и десорбция молекул продукта:

CO (а) + O (а) → CO (г)

N(а) + N(а) → N2(г)

N (а) + NO (а) → N ₁ O (а)

N: O (а) → NO (г)

NO (а) → N ₂ (г) + O (а)

2.2 Катализатор CO-SCR

Катализатор является ключевым материалом во всей каталитической реакционной системе. В настоящее время в технологии денитрации CO-SCR, в которой CO используется в качестве восстанавливающего агента для удаления NOx, обычно используемые катализаторы включают катализаторы на основе благородных металлов, катализаторы с одним переходным металлом и композитные катализаторы на переходных металлах. Катализаторы из благородных металлов обычно относятся к платине, палладию, родию, иридию, серебру и т. д. Благородные металлы часто присутствуют в нанометровом состоянии в качестве катализаторов, или они могут быть нанесены на носители или существовать на молекулярных ситах путем ионного обмена. Оксиды неблагородных металлов, таких как медь, кобальт, железо, хром и марганец, хорошо удаляют оксиды азота. Катализаторы с одним металлом часто имеют такие недостатки, как узкий температурный интервал реакции, низкая реакционная активность в условиях обогащения кислородом, и плохая устойчивость к отравлению SO2. Композитные металлические катализаторы, легированные соответствующими добавками, могут в некоторой степени решить эти проблемы. По сравнению с одиночными катализаторами на основе оксидов переходных металлов двухкомпонентные или многокомпонентные составные катализаторы на основе оксидов переходных металлов часто имеют более высокую дисперсию активных компонентов и лучшую активность и стабильность катализаторов.

2.3 Характеристики технологии CO-SCR

Технология CO-SCR использует вредный газ CO в дымовых газах для уменьшения оксидов азота и достижения денитрификации дымовых газов. К его преимуществам в основном относятся:

(1) CO как газ-восстановитель обладает сильной восстановительной способностью при 100-400 ℃ и является хорошим восстановителем NOx;

(2) восстановитель поступает из самого дымового газа, и стоимость денитрификации значительно снижается;

(3) это также снижает выбросы CO и NOx, достигая цели «обращения отходов с отходами»;

(4) отсутствует утечка аммиака и вторичное загрязнение.