过渡金属改性SAPO-34小孔分子筛在NH3-SCR脱硝中的应用(2)
2.6 H2-TPR表征 15
2.7 BET表征 15
2.8 SEM表征 15
3 实验分析与讨论 16
3.1 SAPO-34分子筛和金属改性后的分子筛催化剂脱硝性能表现 16
3.1.1 SAPO-34分子筛的脱硝性能 16
3.1.2 金属改性SAPO-34分子筛催化剂的脱硝性能 16
3.1.3 经Cu、Mn与Cu-Mn改性SAPO-34分子筛催化剂的脱硝性能 18
3.2 催化剂的表征SAPO-34 19
3.2.1 XRD表征 19
3.2.2 BET表征 21
3.2.3 SEM表征 22
3.2.4 H2-TPR表征 24
3.2.5 TPD表征 26
3.3 Cu-Mn-SAPO-34分子筛催化剂的水热稳定性能测试 28
结论 30
致谢 32
参考文献 33
1绪论
1.1 课题背景和意义
1.1.1 NOX的危害
氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的NOX主要包括NO，N2O，NO2，N2O3，N2O4，N2O5等几种[1]。作为一种大气污染物，NOX对人和动物都有致毒的作用。氮氧化物对眼睛和上呼吸道粘膜刺激虽然较轻，但主要侵入呼吸道深部的细支气管和肺泡。当氮氧化物进入肺泡后，肺泡的表面湿度增加，反应变快，在肺泡内约可阻留80％，一部分变为N2O4。N2O4和NO2均能与呼吸道粘膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸，对肺部细胞产生强烈的刺激及腐蚀作用，增加毛细血管及肺泡壁的通透性，从而引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后还会引起血管扩张，导致血压下降，并与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白，引起细胞缺氧。高浓度的NO亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白，引起细胞缺氧。氮氧化物不仅会对人和动物有致毒危害还会对环境产生污染，NO2遇水形成硝酸，形成酸雨，对建筑物和植物都有严重的腐蚀作用。NO与烃类的化合物在一定光照下经过复杂的相互作用，可以形成对环境危害很大的光化学烟雾。光化学烟雾对人的眼、鼻、喉、气管和肺等器官会产生严重的危害。在光化学形成过程中，会消耗大气中的臭氧，加速臭氧层破坏[2,3,4]。
1.1.2 NOX的产生原因及其生成机理
NOX的产生原因主要有两方面 ：自然条件发生和人为发生。自然发生源有的是因雷电和臭氧产生，还有的细菌产生。自然界自身形成的NOX由于是自然选择能达到生态平衡，因此对大气是没有污染的。然而人为发生源主要是因为燃料的燃烧及化学产品生产过程中产生的，例如：火电发电厂，炼钢厂，化工厂等有燃料燃烧的固定发生源和汽车等移动发生源以及工业中的中间产物，排放NOX的量占到人为排放量的90%以上[5]。
NOX的生成途径主要分为以下三种[6]：
(1) “热力型”NOX (Thermal NOX)：高温度下，O2与空气中的N2接触，N2被O2氧化，产生的NOX。
（2）“快速型”NOX (Prompt NOX)：在高温下挥发的燃料中的碳氢化合物分解成CH自由基，CH遇到空气中的N2可以反应生成N和HCN，且很快与空气中的O2接触生成NOX，这一类型通常发生于内燃机的燃烧过程。
（3）“燃料型”NOX (Fuel NOX)：燃料在燃烧过程中，燃料中的氮的化合物被氧化生成NOX。
1.2 NOX的控制技术
1.2.1 NOX控制技术的分类
控制NOX通常有三种途径，即燃料脱氮技术、燃烧中脱氮技术和燃烧后脱氮技术。就目前来看，燃料脱氮技术尚未成熟，NOX控制技术主要采用后面两种，即燃烧中脱氮技术和燃烧后脱氮技术，其中燃烧后脱氮技术又叫做烟气脱硝技术。燃烧中氮氧化物减排技术的核心是，采用低碳燃烧技术，从而减少NOX的生成，其中有分级燃烧技术、低氮氧化物燃烧器、烟气再循环和水蒸汽喷射法等，万变不离其中，即控制燃烧过程中的NOX，已达到减少NOX的排放[1]。因其具有比较好的经济优势，目前常见的脱氮技术主要是燃烧中脱氮技术。但是随着排放标准的日趋严格，仅仅依靠燃烧中脱氮技术是不能满足排放要求的，必须进一步处理烟气才能达到排放标准，即要进行烟气脱硝技术。烟气脱硝技术可以分成干法和湿法两类，是按工作介质的不同而分，其中干法脱硝是主要的。