杨 一
当前所用的脱硝方法主要是以二氧化钛基为催化剂的SCR法,利用还原剂(NH3和尿素等)在金属氧化物(如V2O5,V2O5-WO3和V2O5-MoO3等)的催化作用下,选择性地与NOx发生氧化还原反应,生成N2和水蒸气,从而达到脱硝的目的。但是该工艺存在以下缺点:反应的温度区间窄(250~400℃),反应温度过低会使催化剂活性降低,导致脱硝效果不佳甚至催化剂损坏;反应温度过高则会使NH3与O2生成NOx,还会引起催化剂的相变从而活性退化;使用的还原剂NH3对设备具有腐蚀性,容易产生泄露,催化剂的基底为昂贵的TiO2,易中毒,脱硝成本高,需要对烟气进行加热,能耗较高。尤其应该指出的是,近年来,我国局部地区雾霾现象日趋严重,部分研究认为SCR或SNCR脱硝涉及的氨逸散有一定的相关性。因此,开发无氨和低成本的新型脱硝工艺已成为当下的研究热点。
众所周知,NO比较稳定, 无论在水中或碱液中都不被吸收。将烟气中的NO部分地氧化为NO2, 使NO:NO2比例接近1:1,再采用碱液吸收法,能够实现烟气中NOx的高效去除,这为高效脱硝提供了新的思路。活性炭作为优秀的炭吸附材料,天然具有发达的孔隙结构和丰富的表面基团,在NO的吸附氧化过程中可以起到吸附剂、氧化剂和催化剂载体等重要作用。另一方面,MnO2是具有催化作用的两性金属氧化物,广泛地用于环境中污染物降解去除;在有O2条件下,MnO2可以催化氧化NO生成NO2,其反应机理为NO首先与活性Mn位点形成亚硝酰,随后被晶格O氧化形成硝基,最后分解成为气态NO2。因此,在活性炭上负载MnO2,通过催化氧化-碱液吸收方式,有望实现烟气中氮氧化物的高效去除,这对于实现工业烟气高效低温脱硝具有重要意义。
杨 一