非钒基 SCR 催化剂

NOx

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NH3 选择性催化还原 (NH3-SCR) 法已广泛用于燃煤电厂等固定源 NOx 的消除 .

目前工业上用于固定源脱硝的催化剂为 V2O5 -WO3(MoO3 )/TiO2, 在中温段 (350~400 oC) 具有优异的 NOx 净化效率和抗 SO2 中毒性能

NH3-SCR 技术不但用于固定源 NOx 的催化消除 , 而且最有希望大规模应用于柴油车尾气等移动源 NOx 的净化 . 虽然钒基 NH3-SCR 催化剂已工业应用多年 , 但仍存在着操作温度较高、操作温度窗口较窄、高温时 N2O 大量生成造成 N2 选择性下降 , 以及 SO2 向 SO3 氧化等问题，这些问题在移动源 NOx 净化过程中也同样存在 .

NH3-SCR

分子筛类催化剂通常具有较宽的操作温度窗口、较好的热稳定性 , 且催化剂废弃后易于处理 . 目前 , 作为 NH3-SCR 催化剂载体的分子筛主要有 ZSM-5, FAU, HBEA, MOR 和 USY. 其中以 ZSM-5 的应用最为广泛 . 负载的活性组分主要包括 Cu, Fe, Mn 和 Ce 等过渡金属元素或稀土金属元素

分子筛催化剂

Cu 交换的分子筛催化剂在很宽的操作温度窗口内具有很好的 NH3-SCR 性能 , 且 200 oC 以下的低温活性很高 . 研究比较 ZSM-5, HY, MOR, FER 和 USY 等分子筛负载的 Cu 催化剂性能 , 结果表明 Cu/ZSM-5 催化剂性能最好

Komatsu 等通过研究 Cu 交换量、 ZSM-5 分子筛的 Si/Al 比以及分子筛类型 (ZSM-5, Y 型或 MOR) 对 NH3-SCR 活性的影响 , 提出了 Cu 基分子筛催化剂在 NH3-SCR 反应中的活性位点是 Cu2+ 的二聚体。

Cu 分子筛催化剂

Fe 交换的 ZSM-5 分子筛催化剂低温活性差，中高温活性高。从催化剂活性、催化剂结构到催化反应机理都研究较多且比较成熟。 研究表明 , 催化剂制备方法、 Fe 交换量以及

ZSM-5 分子筛的 Si/Al 比等因素均会影响 Fe/ZSM-5 分子筛催化剂的 NH3-SCR 活性。

Fe 分子筛催化剂

贵金属催化剂包括 Pt, Rh, Pd 等，其低温段 SCR 活性较高 , 但由于 NH3 非选择性氧化的发生 , 使得 N2 选择性非常低 , 且操作温度窗口极窄 , SO2 的存在会使催化剂严重失活 . 同时 , 由于贵金属价格昂贵，因而逐渐被其他催化剂所取代。

贵金属催化剂

Mn 基氧化物催化剂因具有极高的低温 SCR 性能而备受关注，主要原因可能是 Mn 物种具有丰富的可变价态。 MnOx 催化剂的 SCR 活性和 N2 选择性主要由 Mn 物种的氧化态、 MnOx 的结晶度及其比表面积等因素共同决定。

Mn 基氧化物催化剂

Fe 基氧化物催化剂载体有 TiO2 ， PILC ， Al2O3 ， SiO2气凝胶， ZrO2 等，低温活性差，中高温活性较好。 Cu 基氧化物催化剂在很低的温度下就出现失活现象，生成大量的 N2O 造成 N2 选择性下降。 Ce 往往作为一种助剂或第二活性组分被引入到催化剂体系中，实际上单纯的 Ce 基氧化物也有很好的 SCR 活性，尤其是在中高温范围。

其他氧化物催化剂