Ce系催化剂制备方式对脱硝活性影响研究(2)
表1.1我国火力发电厂NOx排放浓度限值
1.2 氮氧化物的生成途径与危害
1.2.1 氮氧化物的生成途径及机理
NOX对大气环境的影响是一个全球性问题，其包含NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等，来源主要有：煤炭燃烧、大气氧化、平流层光化学变化、生物体的燃烧分解等。实际上，我国绝大部分NOx来源于燃煤等化石燃料的燃烧（约占90%），在煤炭燃烧过程中生成的NOX，主要是 NO和NO2 (NO约占90%，而众多的燃煤等化石燃料的燃烧则主要体现在燃煤电厂、燃煤供热厂上，这一点非常重要，也是本课题减排的对象)，NO在空气中经过复杂的物理化学变化最终变为酸雨和粉尘的前驱体[3]。
通常认为，NO的生成途径主要包含以下3类:
（1）空气中氮与氧在高温下发生氧化反应生成NO，称为热力型 NO；
（2）由于燃料挥发组分中碳氢化合物在高温条件下分解生成的CH类自由基和空气中氮元素反应生成HCN等，再进一步与氧反应快速生成NO，以此种方式产生的称NO，称之为快速型NO；
（3）燃料中含氮化合物在燃烧中直接氧化所产生的NO，则称之为燃料型NO[4]。
1.2.2 氮氧化物的危害
因NO是本课题主要减排的污染物，因此对NO的危害进行分析，实际上，NO对环境的破坏主要体现在酸雨的形成上，最主要的是NO对人体也有巨大的危害。
对于人体来说，NO极易与血液中的色素结合,造成血液缺氧，进而引起中枢神经的麻痹，NO与血色素的亲和力也非常强, 约为CO的百倍以上，对人体健康危害巨大[5]。另外，NO在大气中经过复杂的物理化学变化将变为NO2，NO2毒性比NO和SO2都强，约为NO的4倍左右，而NO2对呼吸器管等相关黏膜有强烈的刺激作用，能够引起肺气肿直至肺癌，另外，NO2对人体的肾、肝、心和造血组织等相关组织都有伤害。同时，从总体的NOx（NO深度氧化的产物）含量看，其在大气中含量达到100～150ppm时，人体连续呼吸30～60min便会产生中毒的相关症状。
尤其近几年以来，由于氮氧化物所引起的雾霾已经引起了人们深深的忧虑，这些氮氧化物主要的来源是重工业以及汽车尾气的排放，包括燃煤电厂、供热系统、炼钢厂以及一些化工厂等等，我国政府也高度重视环境污染问题，因此在2011年出台了严苛的相关标准，包括要求燃煤锅炉烟气排放中的氮氧化物及粉尘含量不得高于100mg/m3，这在世界范围内都是非常严格的，这也足以引起我们的重视！
1.3 氮氧化物控制技术
上文已论述，我国的NO排放大户为燃煤电厂，目前我国的燃煤电厂对NO的控制方法主要有燃烧前处理、燃烧中处理以及燃烧后处理这三种主要类型。前处理和中处理从理论上都不能很好的控制氮氧化物。目前，只有燃烧后处理，才具有较好的脱硝效果。燃烧后处理又包含选择性非催化还原技术(SNCR)和选择性催化还原技术(SCR)两种技术[6]。其中SNCR仅在活性温度窗口在900℃左右，而且烟道的有效区域非常短而且反应时间严重不足，导致其脱硝效率不会超过40%。相比于SNCR技术，SCR是在工业催化剂的作用下，将NO与还原剂反应，生成N2的技术。SCR技术反应温度较低（320～400 ℃），使用NH3作为还原剂（NH3-SCR），脱硝效率高。目前，国内火电机组绝大部分都是采用NH3-SCR脱硝技术，该技术也是目前真正实现工业化的应用技术[7]。