Co掺杂对磁赤铁矿NH3-SCR反应性能的影响(2)
3.2 空速对催化剂NH3-SCR反应性能的影响 17
3.3 复杂环境条件对催化剂NH3-SCR反应性能的影响 18
3.3.1 SO2对催化剂NH3-SCR反应性能的影响 18
3.3.2 H2O对催化剂NH3-SCR反应性能的影响 23
3.3.3 硫化和通H2O对催化剂NH3-SCR反应性能的影响 25
结 论 28
致 谢 29
参考文献30
1 绪论
1.1 氮氧化物的性质及来源
氮氧化物（NOx）指由氮、氧两种元素按不同比例组成的化合物。NOx主要包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4和N2O5，常态下除N2O5为固态外，其余均为气态。作为大气重要污染物之一的NOx主要指NO和NO2，除具有生物呼吸毒性外，还可引起光化学烟雾、酸雨、温室效应、臭氧层破坏和灰霾等一系列重大生态环境问题[1]。
大气中NOx来源分为自然源和人为源。自然源主要包括土壤微生物活动、闪电等过程，每年生成量约为5×108 t[2]；人为源主要指工业燃烧过程，包括以燃煤电厂为代表的固定源NOx排放和以机动车尾气为代表的移动源NOx排放[3]，每年全球产生量为5×107 t[2]。其中，人类活动所产生的NOx多集中于人口稠密地区，因而危害较大。第一次全国污染源普查数据表明，电力热力的生产和供应业是我国最大的NOx排放源，排放量占总排量的40%。为此，国家新修订了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），大幅收紧了NOx排放限值。新标准规定自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉NOx排放量必须低于100mg/Nm3（以NO2计），已达到国际领先水平。因此，如何采取有效措施降低固定源NOx排放，已成为我国“十二五”期间重大环境保护战略需求。
1.2 氮氧化物排放控制技术
人为排放的NOx主要产生于燃烧过程，包括热力型、燃料型和瞬时型，其中热力型所占比重较大[4]。燃料型NOx由燃料中有机氮氧化产生；瞬时型NOx由燃料中NOx反应产生的HCN等转化而来；热力型NOx由燃料高温燃烧时大气中的氮气氧化产生：
目前，NOx控制主要围绕燃烧控制和烟气后处理两个方面展开。燃烧控制技术[2]包括低氮燃烧器、烟气循环燃烧、再燃技术和分段燃烧等；烟气后处理技术[2]包括吸收法、吸附法、选择性非催化还原（Selective Noncatalytic Reduction，SNCR）以及选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）等。
吸收法[2,5]指用氢氧化物、碳酸盐溶液、硫酸、有机溶液等吸收NOx，将其转化为硝酸盐、亚硝酸盐类物质，以达到净化烟气中NOx的目的。
吸附法[2,5]指用活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤等吸附剂吸附NOx，这种技术既能比较彻底地消除NOx污染，又能将NOx回收利用，但存在吸附剂再生困难、设备庞大、投资大、能耗高等问题。
SNCR技术[2,5]指将尿素或氨基化合物注入烟气中作为还原剂将NOx还原为N2。SNCR技术的优势在于易于安装，典型电厂SNCR系统可以在八周内完成安装，但此技术NO还原率较低，不适用于容量较大的锅炉。
目前，工业上烟气脱硝大部分采用SCR技术。SCR技术[6]指在富氧条件下，向烟气中注入还原剂使其选择性地与NOx反应生成无污染的N2，从而达到降低NOx还原温度、提高NOx净化效率的目的。目前，SCR技术最常用的还原剂为NH3。NH3-SCR技术是一种经济有效的NOx去除技术，脱硝效率高达80%以上，其自创立以来被广泛应用于固定源烟气脱硝[6]。
1.3 氨气选择性催化还原（NH3-SCR）技术
NH3-SCR技术涉及的化学反应主要为[7,8]：
此外，在NH3-SCR反应过程还存在以下副反应[7]：
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