用于SCR技术的负载型催化剂研究进展

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SCR脱硝催化剂中毒的研究进展

SCR脱硝催化剂中毒的研究进展曹俊;傅敏;周林;席文昌【摘要】At present,selective catalytic reduction(SCR)is the main methodfor flue gas denitrification, the catalyst is the most important componentof this system,it will directly affect the denitration efficiency and denitrification cost of the whole system.Exploring the catalyst poisoning and its mechanism for the op-timization of existing catalysts and the development of new catalysts to provide a theoretical basis.In view of the phenomenon of catalyst poisoning in the process of denitrification,the research progress of alkali (alkali-earth)metal,heavy metal,H2O andSO2poisoning in SCR catalyst was summarized.The mecha-nism of catalyst poisoning was summarized,and the development direction of SCR was prospected.%目前选择性催化还原法(SCR)是烟气脱硝的主要方法,而催化剂的选择则是SCR脱硝技术的关键,直接影响整个处理系统的脱硝效率与脱硝成本.探究催化剂中毒及其机理,将为现有催化剂的优化及新型催化剂的开发提供理论依据.针对脱硝过程中催化剂中毒现象,概述了SCR催化剂在使用过程中碱(土)金属、重金属、H2O和SO2中毒的研究进展,总结了催化剂中毒的机理,展望了SCR研究发展方向.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)002【总页数】6页(P380-385)【关键词】SCR催化剂;中毒;研究进展;展望【作者】曹俊;傅敏;周林;席文昌【作者单位】重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院,重庆 400067;催化与环境新材料重庆市重点实验室,重庆 400067;国家电投集团远达环保催化剂有限公司,重庆 401336;国家电投集团远达环保催化剂有限公司,重庆 401336【正文语种】中文【中图分类】TQ426我国能源消耗以煤炭资源为主，燃煤产生的烟尘中有大量的氮氧化物(主要为NO 和NO2)，氮氧化物的大量排放，不仅极易引发雾霾、光化学烟雾和酸雨等，大气污染亦会加重水体的富营养化程度，严重影响着人们的生命健康与财产安全。

火电厂SCR脱硝催化剂失效原因分析及再生技术研究

火电厂SCR脱硝催化剂失效原因分析及再生技术研究火电厂SCR脱硝催化剂失效原因分析及再生技术研究近年来，火电厂作为我国主要能源企业，发挥着重要的作用。

然而，火电厂在脱硝过程中，SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝催化剂的失效问题一直困扰着行业。

本文将对火电厂SCR脱硝催化剂的失效原因进行分析，并探讨相应的再生技术。

一、SCR脱硝催化剂失效原因分析1. 温度变化火电厂SCR脱硝催化剂在长期高温与低温交替作用下容易发生热损伤。

高温会导致催化剂表面积演变，活性组分与载体的相互作用力下降，降低催化活性。

2. 风管堵塞火电厂中的颗粒物、SO2、SO3等各种污染物会在管道内积聚，导致SCR脱硝催化剂酸性和碱性组分吸附反应活性丧失。

同时，管道吸附物还会通过机械磨损对催化剂颗粒进行破坏，进一步影响催化剂性能。

3. 硫化物的存在硫化物的存在是SCR脱硝催化剂失效的主要原因之一，它们会对催化剂活性组分和载体产生毒害作用，导致催化剂的活性大幅下降。

4. 水蒸汽和水的存在火电厂中水蒸汽和水的存在会引起催化剂的毒化和水蒸汽腐蚀，使得催化剂表面活性组分逐渐被腐蚀、瓦解，降低催化活性。

二、SCR脱硝催化剂再生技术研究1. 温度控制技术通过合理的温度控制，可以减缓SCR脱硝催化剂的热损伤速度。

采用降低燃烧温度、增加燃烧稳定性等措施，减少SCR催化剂的温度波动，从而提高催化剂使用寿命。

2. 清洗技术定期进行SCR脱硝催化剂的清洗，可以有效去除堵塞在催化剂表面的颗粒物和污染物，恢复催化剂活性。

此外，利用超声波清洗技术等高效能的清洗方法，可以达到更好的清洁效果。

3. 添加再生剂技术将一定比例的再生剂注入到SCR脱硝催化剂中，可以有效降低催化剂受到的硫化物和水的损害。

再生剂能够吸附金属硫化物和水，避免对催化剂的侵蚀和损坏。

4. 表面修复技术采用表面修复技术对SCR脱硝催化剂进行修复，目的是恢复催化剂活性及表面结构，提高催化剂的再生利用率。

废旧SCR脱硝催化剂再生研究进展

应&用&化&工Appeoed ChemocaeIndustey第 49 卷第 7 期2020 年 7 月Vol. 49 No. 7Jue.2020废旧SCR 脱硝催化剂再生研究进展刘兴誉，贾媛媛,唐中华，张鹏，巫树锋,刘光利，王军，杨岳（中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心，甘肃兰州730060）摘要:介绍了废旧SCR 脱硝催化剂的失活原因及再生方法，失活原因主要有堵塞失活、高温烧结失活、中毒失活,常用的再生方法包括水洗除尘、热再生或热还原再生、酸碱处理、活性液补充。

详细介绍了废旧SCR 催化剂的再生研究进展,并比较了不同再生方法的再生效果$根据催化剂失活情况，按照使用行业、失活程度，合理选择再生方法，以低成本、高效率达到催化剂再生目的。

关键词:SCR ；中毒;失活;再生中图分类号:TQ 032 文献标识码：A 文章编号：1671 -3206（2020）07 -1839 -06Research progress on regeneration of waste SCRdenitration catalyseLIU Xing--u ,J!A Yuan-yuan , TANG Zhong-Cua , ZHANG Peng ,WU Shu-feng , LIU Guang-li , WANG Jun , Y4NG Yue(Lanzhou Pe —ochemical Research /enter ,Pe —ochemical Research Institute ,Pe —o China ,Lanzhou 730060,China )Abstract : Introduced the deactivation reason and reyeneration method of waste SCR denitration catalyst- The deactivation oasons minty include blockage deactivation , high —mperatuo sin —Ong deactivation , poisoning deactivation. The commonly used ogenerafon methods include water washing dust removal , thecnal reyeneration or thecnal oduction reyeneration , acid-base treatment , active liquid supplement. Theeeseaech peogeesooeegeneeatoon oowasteSCR cataeystwasonteoduced on detaoe , and theeegeneeatoon—ect of dCerent reyeneration methods was compared- In view of the deactivation of catalyst , accord/ig to the use industy and deactivation deyrea , the reyeneration method should ba selected owonlly to achievethepueposeoocataeysteegeneeatoon woth eowcostand hogh eoocoency.Key words :SCR; poisoning ； deactivation ； reyeneration 随着国家环保政策的日趋完善,NO -的排放限制日益严格。

SCR烟气脱硝催化剂再生研究进展_吴卫红

在 400 ℃ 左右硫酸盐化的铜能够得到有效的再剂，，生但是对于硫酸盐化的铝，其再生效果不理想。当温度高于 400 ℃ 时，热还原再生后的 CuO / Al2 O3 催其比表面积和孔径分布与新鲜催化剂相差无化剂，几。
WO3 / TiO2 催化剂，制备了以陶瓷为骨架的 V2 O5 分 K2 O 和 Na2 O ）中别研究了水洗再生对碱金属（ KCl、毒和 Ca 中毒催化剂的影响。结果表明，水洗再生不能提高碱金属中毒催化剂脱硝活性，他们认为可。能是因为水洗造成了催化剂的剥落但是，水洗使 Ca 中毒催化剂的脱硝活性恢复明显，在 300 ～ 400 ℃ 的范围，从 70% 左右提高到 85% ～ 95% 。有研究者采用超声波清洗设备辅助水洗再生 SCR 催化剂，加强去离子水的冲洗效果。崔力文
第7 期
吴卫红等： SCR 烟气脱硝催化剂再生研究进展
1305
1
水洗再生
水洗再生的具体操作过程为：首先，用压缩空气 SCR ，对失活催化剂进行冲刷去除催化剂表面黏附不牢的粉尘；然后用去离子水冲洗、清洗和溶解沉积在催化剂表面的可溶性物质和部分颗粒物；最后，用压缩空气进行干燥。水洗再生一般作为催化剂再生前的预处理阶不同段。关于水洗再生对 SCR 催化剂活性的影响，研究者得到的结论并不相同。云端等
［2 ］ 2 ［4 ］年就需要更换。 SCR 催化剂的置换费用约占 SCR 系统总价的 50% ［5］。对失活 SCR 催化剂进行
再生，能够提高或者恢复失活催化剂的活性，使失活催化剂能够得以重新利用。再生费用只占全部更换

SCR脱硝催化剂性能影响因素研究及应用建议

SCR脱硝催化剂性能影响因素研究及应用建议本文在试验室试验及电厂运行经验的基础上，研究和讨论烟气温度、面速度、线速度、NH3/NOX摩尔比、水含量、氧含量、CaO、碱金属含量以及催化剂几何尺等因素对SCR脱硝催化剂脱硝效率（活性）、SO2/SO3转化率、氨逃逸、压降等性能指标的影响，对于SCR脱硝催化剂的设计选型、设计优化和电厂SCR 系统性能考核修正以及实际运行具有重要的指导意义。

标签：SCR脱硝催化剂；脱硝性能；影响因素1引言目前，烟气脱硝的主流技术是选择性催化还原（Slective Catalytic Reduction）技术，而脱硝催化剂是实施该技术的核心和关键。

SCR脱硝催化剂具有高活性、高选择性等优点，脱硝效率最高可达95%以上，绝大部分为高尘布置。

国外SCR 技术比较成熟，已有近40年的电厂商业运行经验。

我国SCR烟气脱硝技术起步较晚，在SCR脱硝催化剂设计选型、确定电厂脱硝系统性能考核试验条件以及与设计条件出现差异时如何对性能考核试验结果进行修正经验不足。

因此，有必要对高尘布置的SCR脱硝催化剂性能的影响因素进行系统的试验研究。

2影响因素试验研究2.1 烟气温度（T）通过试验研究发现，催化剂脱硝效率及SO2/SO3转化率随温度增高而增大，当温度超过425℃后，由于热效应的作用，催化剂微观结构发生变化，脱硝效率随着温度的增高反而有所下降；SO2/SO3转化率却急剧增加，如图1所示。

在实际运行中，影响因素更为复杂。

因此，该曲线图表示的是一种变化趋势，不同条件下其变化幅度会有所差异，在实际运用需要对试验曲线加以修正。

2.2 NH3/NOx摩尔比试验研究发现（如图2所示），NOx的脱除率随着NH3/NOx摩尔比呈近似线性增加，由于NOx中有5%以NO2形式存在以及反应方程式的平衡限制，当NOx脱除率大于90%以后开始趋于稳定，要得到更高的NOx脱除率，需要比理论值更多的喷NH3量。

由于投资成本和运行费用等的限制，实际的NH3/NOx 摩尔比是催化剂和SCR系统设计时需要综合考虑的一个重要参数。

船用SCR_技术现状及发展

2023年·第4期·总第205期船用ＳＣＲ技术现状及发展林睿彭佳杰贺天智王树信童雨舟陈勇代黎博（中国船舶及海洋工程设计研究院上海　２０００１１）摘　要：…船用选择性催化还原（selective…catalytic…reduction,…SCR）技术是1项高效的NO脱除技术，已经在船舶领域得到了X广泛应用，但随着环保要求调整与能源结构的变化，船用SCR技术也需要相应调整。

目前船用SCR多使用尿素-选择性催化还原（Urea-SCR）技术，此技术受船用燃料油中杂质及烟气排气温度影响较大。

其中，船用燃料油中的硫（S）及碱性金属等物质含量高，对催化剂的毒副作用明显，限制了船用SCR的使用。

船舶主要使用柴油机，决定了烟气排气温度变化区间，通过影响尿素水解产NH3效果、SCR反应器布置形式及催化剂活性，最终影响尾气脱硝效果。

上述现状表明，使用船用燃料油的船舶，带废气加热的LP-SCR系统设计将是SCR设计的重要方向；寻找产NH3效率高及控制精确的安全NH3源（或方式），对于船用SCR系统发展也起到了至关重要的作用；提高燃料品质、降低烟气中毒副作用限制，可为研制发展船用新型低温、抗毒催化剂提供基础。

由于碳中和目标，低碳、零碳燃料船舶将是全球趋势，使得燃烧后排气不同，进而导致SCR控制技术变化。

零碳、低碳燃料组分单一且具有还原性，还具备作为SCR还原剂的潜力，因此利用燃料自身还原NO X的一体化处理SCR技术，将成为碳中和目标下船舶SCR发展的重要方向。

关键词：柴油机；氮氧化物；后处理技术；选择性催化还原中图分类号：X511；U664.121………文献标志码：A………DOI：10.19423/ki.31-1561/u.2023.04.069 State-of-the-Art and Development of Marine SCR TechnologyLIN Rui PENG Jiajie HE Tianzhi WANG Shuxin TONG YuzhouCHEN Yong DAI Libo(Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract: Marine selective catalytic reduction (SCR) technology is an efficient NO X removal technology, which has been widely applied in shipbuilding industry. However, the marine SCR technology also needs to be adjusted with the continuous improvement of the environmental requirements and the changes in marine energy structure. Nowadays, most marine SCR technology uses Urea-SCR technology, which is greatly affected by impurities in the marine fuel oils and the temperature of the exhaust. The high level of sulfur and alkali metals in the marine fuel oils has significant toxicity on catalysts, limiting the use of marine SCR. The diesel engine that mainly used on ships determines the range of the temperature change of the exhaust, which finally affects the denitrification of the exhaust gas through the influence on the effect of urea hydrolysis to produce ammonia, the layout of the SCR rectors and the catalyst activity. The above situation indicates that the design of an LP-SCR system with exhaust gas heating will be an important direction of the design of the SCR for the ships using marine fuel oils as fuel. It is critical to find safe source or method of supplying ammonia with high production efficiency and precise control for the development of marine SCR systems. Improving the fuel quality and reducing the toxicity effect in the smoke can provide a foundation for the research and development 收稿日期：2022-10-21；修回日期：2022-12-12作者简介：林…………睿（1996-），男，硕士，助理工程师。

《铈载铜基氧化物催化剂的制备及其CO-SCR性能研究》

《铈载铜基氧化物催化剂的制备及其CO-SCR性能研究》一、引言随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中一氧化碳（CO）的排放量居高不下。

一氧化碳选择性催化还原（CO-SCR）技术是一种有效的环保手段，通过该技术可将CO转化为无害物质。

而催化剂作为该技术的核心，其性能直接决定了CO-SCR反应的效率。

本文以铈载铜基氧化物催化剂为研究对象，对其制备工艺及CO-SCR性能进行研究。

二、铈载铜基氧化物催化剂的制备1. 材料与试剂本实验采用硝酸铈和硝酸铜为主要原料，同时选用合适的溶剂和稳定剂等辅助材料。

所有试剂均为分析纯，无需进一步提纯。

2. 制备方法（1）将硝酸铈和硝酸铜按照一定比例混合，加入适量的溶剂，进行搅拌溶解。

（2）将得到的溶液进行喷雾干燥，得到前驱体粉末。

（3）将前驱体粉末在一定的温度和气氛下进行热处理，得到铈载铜基氧化物催化剂。

三、催化剂的表征采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备得到的铈载铜基氧化物催化剂进行表征。

结果表明，催化剂具有较高的比表面积和良好的晶体结构。

四、CO-SCR性能研究1. 实验方法在固定床反应器中进行CO-SCR反应实验，以氮气为载气，控制反应温度、空速、氧气浓度等参数，对催化剂的活性进行评价。

2. 结果与讨论（1）催化剂活性评价实验结果表明，铈载铜基氧化物催化剂在CO-SCR反应中表现出良好的活性。

在一定的温度范围内，催化剂的活性随着温度的升高而增加，达到最佳活性点后，活性略有下降。

此外，催化剂的活性还受到空速和氧气浓度的影响。

（2）催化剂稳定性测试对催化剂进行长时间稳定性测试，结果表明，铈载铜基氧化物催化剂具有良好的稳定性，能够在较长时间内保持较高的活性。

（3）催化剂的抗硫性能研究在含有少量硫的环境下对催化剂进行测试，发现铈载铜基氧化物催化剂具有一定的抗硫性能，能够在一定程度上抵抗硫中毒。

五、结论本文成功制备了铈载铜基氧化物催化剂，并通过表征手段对其结构进行了分析。

2023年SCR脱硝催化剂行业市场发展现状

2023年SCR脱硝催化剂行业市场发展现状SCR脱硝催化剂是一种可降低工业排放物的催化剂，主要用于降低NOx（氮氧化物）在烟气中的含量。

随着环保政策的不断加强和技术的不断提升，SCR催化剂行业市场逐渐兴起并得到了快速发展。

一、市场规模和需求根据市场研究报告，全球SCR脱硝催化剂市场规模持续增长，预计在2023年达到35亿美元，复合年增长率超过9%。

中国市场则呈现出更快的增长趋势，各大制造商和相关企业都纷纷进入市场，加速了SCR催化剂市场的发展。

需求方面，受到国家环保政策的影响，电力、钢铁等工业行业的SCR脱硝催化剂需求提高。

此外，汽车工业也开始添加SCR催化剂来减少柴油车辆的氮氧化物排放。

这些因素都促进了SCR催化剂市场需求的快速增长。

二、产品结构和市场份额SCR脱硝催化剂在市场中存在着多种不同类型的产品，包括平板状、球形、长条形、蜂窝状等。

其中，球形SCR催化剂因其具有更高的空隙率和更好的烟气扩散性而受到广泛应用。

此外，SCR催化剂的镉毒化问题也引起了人们的关注，一些制造商推出了可降低镉毒化的新产品，使得市场份额继续增长。

中国市场中，SCR催化剂制造商数量较多，市场竞争较为激烈。

目前，华赢清环、华立、澄天、宁波华含等公司占据了市场的主要份额。

其中，华赢清环由于其高质量的产品和完善的售后服务，成为了市场领军企业。

三、技术发展和前景SCR脱硝催化剂技术不断发展，主要表现在以下几个方面：1. 镍钴合金催化剂随着技术的突破，镍和钴合金催化剂应用于SCR脱硝催化剂上，取代了传统的铜铬催化剂。

这种催化剂具有更好的活性和更高的稳定性，可大大降低催化剂的成本。

2. 微晶硅催化剂载体微晶硅催化剂载体相比传统的陶瓷催化剂载体，具有更好的耐热性和抗震性能。

催化剂的使用寿命更长，可降低更换催化剂的频率和成本。

3. 金属有机骨架材料催化剂金属有机骨架材料催化剂具有比传统催化剂更高的表面积和压缩模量，催化效率更高。

此外，这种催化剂还具有良好的脱硝催化功能，广泛应用于污染治理中。

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№.1 陕西科技大学学报 Feb.2008

Vol.26 JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY

・159・

　文章编号:100025811(2008)0120159204

用于SCR技术的负载型催化剂研究进展

何选盟,朱振峰,任　强(陝西科技大学材料科学与工程学院,陕西西安　710021)

摘　要:简述了SCR技术的反应机理,着重介绍了Pt、Pd和Rh、V2O5/WO3及MoO3等贵金属型催化剂和金属氧化物型催化剂的研究进展以及TiO2、α2Al2O3、SiO2、分子筛等载体的研究现状,分析了SCR工艺存在的问题及解决途径.

关键词:SCR技术;催化剂;氮氧化物(NO

x)污染

中图分类号:TQ426.8 文献标识码:A

0　前言氮氧化物(NO

x)对大气的污染是一个全球性的环境问题,对人体健康和生态环境构成了巨大的威胁

世界各国纷纷通过法规和采取相应的措施严格控制NOx的排放.选择性催化还原(SelectiveCatalyticRe2duction,简称SCR)脱硝技术是目前国际上应用最广泛的脱硝技术,其脱硝效率可达90%以上,美国和日本的新建电厂锅炉上大都采用了该技术.随着环保要求的不断提高和排污收费政策的执行,目前SCR也逐步用于国内火力电厂NOx排放的治理,如福建的后石电厂、高屿电厂、北京的高井电厂、广东的台山电厂、恒运电厂、黄埔电厂等.可见,SCR技术已在全球范围内推广,成为近期烟气脱硝的主要途径[1].

采用SCR技术的关键问题是选择优良的催化剂.所选择的催化剂应具有以下优点:高活性;抗中毒能力强;机械强度高、抗磨损性能好;有合适的工作区间.这样的催化剂才能应用于实际工艺生产过程.一般NH32SCR脱硝的催化剂按活性组分不同可分为金属氧化物、碳基催化剂、离子交换分子筛、贵金属和钙钛矿复合氧化物,其中金属氧化物应用最为广泛.

1　NH32SCR技术的反应机理NH32SCR反应机理十分复杂,主要是NH3在一定温度和催化剂的作用下把烟气中的NOx还原为

N2和H2O,催化作用是降低NOx分解的活化能,使其温度降低至150～450℃.其主要的化学反应式为:

4NO+4NH3+O24N2+6H2O(1

)

2NO2+4NH3+O23N2+6H2O(2

)

BuffyBL[2]用同位追踪的方法证实了基于氧化矾的催化剂的反应,N2分子的两个N分别来自NO

和NH3.由于烟气中的NOx大部分为NO,所以式(1)为主要反应.烟气中少量的SO2在催化剂的作用下也可氧化为SO3,发生副反应.此外,还将产生硫酸铵盐等副产品.

在还原反应中应尽量避免副反应的发生,因为副产品可沉积在催化剂的表面上,导致催化剂失活及下游设备的阻塞和腐蚀.防止硫酸铵和硫酸铵盐沉积在催化剂上除了要保持最低工作温度在300℃以上外,

还有赖于控制SO3及NH3的浓度和大量过量的水蒸气.除铵盐沉积于空气预热器(AirPre2heater,简称APH)及催化反应器上引起严重的腐蚀和压降增大等问题外,NH3及SO2的泄漏亦应保持在较低的浓度

3收稿日期:2007-09-21

作者简介:何选盟(1981-),男,陕西省武功县人,在读硕士生,研究方向:功能陶瓷的制备基金项目:陕西科技大学研究生创新研究基金资助(SUST2B06

)

© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net陕西科技大学学报第26卷水平上,因此SCR过程中所使用的催化剂对于SO2氧化应有一定的抑制作用.大量的研究[3,4]证实钒在NO的还原反应中起着很好的催化作用,但同时亦对所不期望的SO2氧化起活性作用.戴华[5]等人研究当

SO2含量较高时,钒的含量应控制在5%(质量分数)以下.FumitoNakajima[6]分别在Fe2O3、Al2O3和

TiO2上负载等量的WO3,在1000ppmSO2气氛下,以Fe2O3和Al2O3为载体的催化剂很快就中毒失

效,而以TiO2为载体的催化剂则能保持较持久的活性,所以引入其他金属氧化物和选用TiO2载体有抑制SO2氧化的作用,有利于工业应用.

自20世纪70年代以来,对于在钒基催化剂上进行的氨法SCR的反应机理和潜在的活性位已经进行了大量的研究.许多研究人员认为[7,8]:V=O基团是SCR反应的活性位,并且催化剂的SCR活性与表面

V=O基团的密度成正比.许多IR/LRS光谱结果和SCR活性研究以及催化剂表面中毒机理研究结果表明[9],在SCR反应条件下,催化剂表面同时存在Broested酸位和Lewis酸位,并期望NH

3强烈吸附在两

种酸性中心上,V-OH基团的Broested酸酸位是SCR反应的活性位,而SO2对SCR反应的促进作用源于SO2使催化剂表面B酸酸度增加.Marangonize[10]研究了钒氧化物的反应动力学,并对钒氧化物和NO

的反应机理进行了深入研究.

2　贵金属型催化剂的研究SCR技术所用的贵金属型催化剂主要是Pt、Pd和Rh等,一般用浸渍法负载贵金属涂层,然后经过干燥、燃烧、还原而成,其类型有Pd、Pt2Pd、Pt2Rh、Pt2Pd2Rh、Pt2Pd2Rh2Ir等,其中Pt2Pd2Rh三效催化剂一般用于多涂层结构.在此结构中,金属铑在外层有利于NO的还原,钯在内层有利于提高耐热稳定性,铂处于钯铑之间,使三效催化剂性能得到改善.此类催化剂可在较高的温度下工作,而且催化活性高,但对空燃比要求也高,必须对其进行精确控制才能保证催化剂的性能.此外,此类贵金属催化剂怕硫、磷、铅等中毒,

所以应用于无铅、无硫的尾气净化.

尾气净化催化剂多为负载型贵金属催化剂,这类催化剂通常是将贵金属负载于涂覆有Al2O3的堇青石载体上,其活性高、稳定性好,但价格较高.为了改善贵金属催化剂的性能、降低尾气净化器的成本,国外催化剂工作者一直在设法减少贵金属的用量,并研制出了许多贵金属催化剂,其中主要有3种类型:一种是在贵金属中添入稀土元素;另一种是在贵金属中添加过渡元素及稀土元素作催化剂;第三种是在贵金属中加入碱土金属(也可再在其中加入稀土元素)作催化剂,此类催化剂也具有三效催化剂的性能.

在三效催化剂中,Rh比Pt和Pd显示出更好的性能,Rh的添加可以提高Pt催化剂在中温(400℃)下对汽车尾气催化过程中的水煤气反应的活性.付名利等[11]研究了铑含量对贵金属型三效催化剂性能的影响,并进行了一系列比较,如催化剂净化效果、活性组分配比对氧操作窗口的影响及其对反应特性的影响等,实验表明铑含量适中有利于氧操作窗口的增宽,达到较高的三效催化性能.

郭建军等[12]研究了镧对混合型贵金属尾气净化催化剂的影响,结果表明镧的添加可以提高催化剂的活性,有利于提高耐热性能,可以降低CO的脱附温度以及提高反应速度等.

3　金属氧化物型催化剂的研究SCR技术的金属氧化物型催化剂一般使用TiO2作为载体的V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物,还有一些其他形式的催化剂被认为对此反应具有活性.在金属氧化物中,纯氧化钒以及氧化物如铝土、硅土、氧化锆、氧化钛等担载的氧化钒都被深入的研究.此外,基于纯的、担载的或混合的铁、铜、铬和锰的氧化物也被广泛地考察,过渡金属也被引入到沸石多孔结构中,如X,Y和ZSM5离子交换沸石.

田柳青等[13]以TiO2/Al2O3堇青石蜂窝陶瓷为载体,以V2O52MoO32WO3为活性组分,用作氨法选择性催化还原烟气中NO的新型催化剂,并对该催化剂的活性性能和微观结构进行了评价与表征.BET、FT2IR、XPS表征实验表明,该催化剂催化活性高得益于其具有大比表面积及大孔体积,而TiO2/Al2O3

堇青石蜂窝陶瓷载体及其制备方法对获得好的催化剂构型起了至关重要的作用.

钟秦、曲虹霞[14,15]等人通过共混法制备了V2O5/TiO2、MoO3/TiO2等催化剂粉体,并研究了它们的

催化性能,结果表明:V2O5、MoO3能形成分散相,均匀的分布在TiO2表面并形成稳定的V=O、Mo=O

基,它们的引入没有改变TiO2的锐钛矿结构和形貌,所以随着加入量的增加催化性能提高,但是过多则形成新的结晶区,从而降低催化性能.

赵晓伟[16]等人通过溶胶凝胶真空冷冻干燥法制备出了MnOx/ZrO2纳米催化剂,并对CO选择催化还原NO的催化活性进行了研究.结果发现:该催化剂具有较好的催化活性,而且氧化铈的加入可增大催化表面积,同时它的存在有利于Mn2O3/ZrO2样品表面上Mn2O3的脱附和锰物种的氧化,从而促进了NO的还原.

4　载体的研究SCR催化剂所使用的载体主要有TiO2、α2A12O3、SiO2、分子筛等.Takagi2Kawai等证明催化剂上SCR的活性顺序是:V2O5/TiO2>V2O5/A12O3>V2O5/SiO2.NH+4(ad)和NO2(ad)是主要的反应组分,NO可以吸附在V2O5/TiO2上并被氧化为NO2(ad).对于其他催化剂,只有氧气存在时吸附的NO才可以转化为NO

2(ad),并且在V2O5/SiO2催化剂上NH+4(ad)和NO2(ad)反应非常慢.拉曼光谱分析发现钒

在载体上的分散情况为SiO2NO的活性,发现载体的影响顺序是:TiO2>ZrO2>A12O3>SiO2.各种广泛研究的氧化物催化剂中,基于负载在锐钛矿晶型TiO2上的钒氧化物并辅以钨与钼为助催化剂的催化剂体系展示出最佳的NO还原和SO2氧化性能的优势.钒氧化物作为SCR反应的活性组分早在19世纪60年代就已被发现,随后的70年代亦认识到负载于TiO2上的钒具有非常优异的活性和稳定性.选择锐钛矿型TiO2作为载体正是基于以下事实:在SO2存在的条件下,TiO2仅仅很微弱地并且可逆地硫酸盐化,除此之外还具有助催化作用,同时较之负载于其它载体,V2O5/TiO2展现出更高活性.钒在NO的还原中起活性作用,但亦对所不期望的SO2氧化起活性作用.因此,钒的含量一般控制在较低水平.若SO2浓度高,钒的含量一般低至5%(质量分数)以下,而WO3或者MoO

3(约10%或6%质量分数)用

于增加酸性、活性和热稳定性并限制SO2氧化.此外,MoO3还能防止由于排气中含有As而中毒与失活.

硅铝化合物及玻璃纤维用作粘结添加剂以增加机械强度.V2O52WO