催化还原法治理氮氧化物
摘要
简单介绍了治理废气的几种方法，主要阐述了催化还原法治理NOx气
体的方法流程。

关键词：氮氧化物，催化还原
NOx是一种棕红色有臭味的气体, 具有强烈的刺激性, 人若吸入, 日积月累, 会导致气管炎、心脏病、肺气肿、肺癌等症。

在我厂电镀生产产生的废气中, NOx废气是一种危害较大、较难治理的酸性废气。

烟气脱销技术主要有气相反应法、液体吸收法、吸附法等几类。

气相反应法又包括3 类：(1)电子束照射法和脉冲电晕等离子体法；(2)选择性催化还原法、选择性非催化性还原法和炽热碳还原法；
(3)低温常压等离子体分解法等。

第(1)类是利用高能电子产生自由基将NO 氧化为NO2，再与H2O 和NH3作用生成NH4NO3化肥并加以回收，可同时脱硫脱硝；第(2)类是在催化或非催化条件下，用NH3、C 等还原剂将NO x 还原为无害N2的方法；第(3)类则是利用超高压窄脉冲电晕放电产生的高能活性粒子撞击NO x 分子，使其化学键断裂分解为O2
和N2的方法。

液体吸收NO x 的方法较多，应用也较广。

NO x 可以用水、碱溶液、稀硝酸、浓硫酸吸收。

由于NO 极难溶于水或碱溶液，因而湿法脱硝
效率一般不很高。

于是采用氧化、还原或络合吸收的办法以提高NO 的净化效果。

与干法相比，湿法具有工艺及设备简单、投资少等优点，有些方法还能回收NO x，具有一定的经济效益。

缺点是净化效果差。

吸附法脱除NO x，常用的吸附剂有分子筛、活性碳、天然沸石、硅胶及泥煤等。

其中有些吸附剂如硅胶、分子筛、活性碳等，兼有催化的性能，能将废气中的NO 催化氧化为NO2，然后可用水或碱吸收而得以回收。

吸附法脱硝效率高，且能回收NO x，但因吸附容量小，吸附剂用量多，设备庞大，再生频繁等原因，应用不广泛。

总的看来，目前工业上应用的方法主要是气相反应法和液相吸收法两类。

这两类方法中又分别以催化还原法和碱吸收法为主，前者可以将废气中的NO x 排放浓度降至较低水平，但消耗大量NH3，有的还消耗燃料气，经济亏损大；后者可回收NO x 为硝酸盐和亚硝酸盐，有一定经济效益，但净化效率不高，不能把NO x 降至较低水平。

因此，要找到一种或几种技术上可行、经济上合理、适合中国国情的脱硝技术，还需作出更大的努力。

催化还原法
催化还原法分为选择性催化还原法(SCR)和非选择性催化还原法两类。

非选择性催化还原法是在一定温度和催化剂(一般为贵金属Pt、Pd 等)作用下，废气中的NO2和NO 被还原剂(H2、CO2、CH4)及其他低碳氢化合物等燃料气)还原为N2，同时还原剂还与废气中O2作用生成H2O 和CO2。

反应过程放出大量热能。

该法燃料耗量大，需贵金属作催化剂，还需设置热回收装置，投资大，国内未见使用，国外也逐渐被淘汰，多改用选择性催化还原法。

选择性催化还原法(SCR)
该法用NH3做还原剂，加入氨至烟气中，NOx在300～400 ℃的催化剂
层中分解为N2 和H2O。

因没有副产物，并且装置结构简单，所以该法适用于处理大气量的烟气。

以氨作为还原剂的脱氮反应可表示如下：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
运行中，通常取NH3：NOx(摩尔比)为0.81～0.82，NOX的去除率约为80 %。

该方法可用于直接从锅炉引入烟气的情况(高烟尘法)，也可用于引入预先除去烟尘烟气的情况(低烟尘法)。

选择性非催化还原法(SNCR)
选择性非催化还原(SNCR)是当前NOx治理中广泛采用且具有前途的
技术之一。

SNCR 通过注入NH3或尿素等还原剂在没有催化剂的情况下发生还原反应。

SNCR 通过烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应，达到去除NOx的目的，反应式如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
该反应主要发生在950 ℃的温度范围内，当温度更高时则可发生正面的竞争反应：
4NH3+5O2→4NO+6H2O
因此在SNCR 中温度的控制是致关重要的。

由于没有催化剂加速反应，故其操作温度高于SCR 法。

为避免NH3被氧化，温度又不宜过高。

目前的趋势是以尿素代替NH3 作还原剂。

钟秦利用夹带流反应器对选择性非催化还原(SNCR)法脱除NOx进行了实验研究，在800～1200 ℃下喷射尿素还原剂或几种铵盐还原剂能脱除NOx，其中尿素还原剂脱NOx 的能力最强，碳酸氢铵还原剂次之。

使用尿素安全可靠，又无NH3泄漏污染作业环境的问题。

SNCR 法的除硝效率为50 %～60 %，低于SCR
法。

而SNCR 的费用(包括设备费和操作费用)仅为SCR 的1/5 左右。

结语
对于氮氧化物的净化处理,无论是广泛采用的传统处理方法,还是新开发的处理技术,都要考虑到应用的实效性。

目前,除了推广传统工艺外,应重点开发新的技术,以达到提高去除效率、降低投资运行费用,减少二次污染的目的。

随着工业的大力发展, 氮氧化物污染已引起世界各国的高度重视,控制该类污染已成为各国的一项义不容辞且刻不容缓的任务。

我国是一个发展中国家,面临经济发展和环境保护的双重任务。

为促使经济、社会、环境的协调发展,开发经济有效的氮氧化物的净化处理技术已成为我国解决氮氧化物污染的重要课题。

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