CeOX-WO3TiO2低温选择性催化还原NOX实验研究(2)
氮氧化物（NOX）主要来源于煤、石油等化工原料的燃烧，它严重污染环境，形成酸雨，高浓度的氮氧化物与碳氢化物反应，造成光化学烟雾污染。据统计，光化学烟雾现在是重要大气污染物之一。随着经济和社会的发展，氮氧化物的控制标准将逐渐严格，因此控制NOx的排放已刻不容缓。[2]
1.2 氮氧化物的生成途径与危害
在燃料燃烧时主要有三种途径产生NOX：(1) 燃料型NOX，即燃料中含有的氮的化合物在燃烧过程中氧化后所生成的NOX，这是火力发电厂产生NOX的主要来源。(2) 热力型NOX，即空气中的氮气遇到石化燃料燃烧所产生的高温氧化而产生的NOX；(3) 瞬态型NOX，即在着火阶段，在空气充足且高温的条件下，空气中的氮气与燃料燃烧时的中间产物反应而生成NOX。[3]
NOX可直接危害人体健康，对生态环境构成巨大威胁。
NOX主要刺激人的眼部和呼吸系统，使得眼部和肺部的患病率增高，高浓度的NOX会影响人的神经中枢系统，造成神经麻痹。更为严重的是NOX氧化人体内的巯基，使含有巯基的酶失活，造成中毒死亡。
氮氧化物是形成酸雨的主要原因，酸雨导致农作物减产，鱼类死亡，建筑物的腐蚀，历史遗迹的破坏，导致呼吸系统疾病的患病率增加。所以酸雨对农林生态系统，水体和水生生态系统、建筑物的整体结构以及人体的身心健康都有较大的危害。高空排放的NOX还会破坏臭氧层，改变大气层的结构，造成温室效应。
NOX和烃类在光照的条件下容易形成光化学烟雾，这是在一次污染基础上的再次污染，这种污染更为严重。光化学烟雾不仅会使大气的能见度降低，还会给人体健康造成伤害，如它会对人的呼吸系统、眼睛产生强烈的刺激，人会感到头痛恶心，严重的会导致死亡。氮氧化物排放量的增加，使原本就不容乐观污染局势变得更为严峻，持续的污染造成巨大的经济损失，进一步加剧了对建筑物、生态系统、人体健康的危害。随着世界工业和经济的不断发展，人类向大气中排放的NOX逐年增加，对氮氧化物排放量的控制已经刻不容缓。[4-6]
1.3 氮氧化物的控制技术
现阶段，中国对于化石燃料燃烧产生的氮氧化物的控制方法主要有燃烧前处理、燃烧中处理、燃烧后处理三种类型。
燃烧前处理是选用含氮量较低的原料进行燃烧，或者先将燃料中的氮元素脱除再进行燃烧，这种燃烧技术主要分为链燃烧技术和O2/CO2燃烧技术两类。虽然该技术对于控制氮氧化物的排放具有一定效果，但成本过高是该技术没有普遍应用的原因。
燃烧中处理主要通过改进燃烧方式和生产工艺，尽可能的降低燃烧区氧的浓度和温度，从而减少NOX的生成。该方法主要包括改进烟气再循环技术、分段燃烧技术、再燃烧技术及低NOX燃烧器等技术。燃烧中处理技术因其工艺技术成熟、投资运行费用低的优点而一度成为NOX控制技术的焦点。但由于该技术工艺中仍存在难点未突破，所以以该技术控制氮氧化物的排放量仍不能达到国家标准。
燃烧后处理主要是在烟气排放管道的尾部加装脱硝装置，使烟气中的氮氧化物与脱硝装置中的物质反应，转变为无害物质后在排放至空气中。现阶段燃烧后处理技术主要以烟气脱硝技术为主。烟气脱硝技术主要有选择性非催化还原技术(SNCR)和选择性催化还原(SCR)两类。SNCR技术是使用氨气或尿素作为还原剂在没有催化剂的条件下与NOX进行反应。虽然运行成本低是此方法最明显的优势但其同样存在缺陷：SNCR反应温度在900～1000 ℃之间，脱硝效率仅为50～60％。并且SNCR对于温度控制的要求较高，反应温度窗口较窄。选择性催化还原技术(SCR)是在特定催化剂的作用下，将氮氧化物与还原剂反应，生成N2的技术。相比于SNCR方法，SCR法反应温度较低，脱硝效率高。目前，火电机组的市场份额中有绝大部分都是SCR脱硝装置，因此SCR技术发展至今，各国学者仍不断探求技术上先进， 经济上合理的烟气脱硝技术。[3-7]