CO-SCR催化剂及反应机理研究进展

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CO-SCR催化剂及反应机理研究进展

收稿日期：2024-04-19 修回日期：2024-05-29 接受日期：2024-05-31

DOI:10.20078/j.eep.20240607

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摘要：面对日益严格的NOx治理要求以及NH3-SCR技术存在的明显弊端,CO-SCR技术利用钢铁冶金、废物焚烧等工业烟气中富含的CO作为还原剂,选择性催化还原NOx,在协同治理NOx和CO的同时,实现“以废治废”,有效应对二次污染和高成本等问题,... 展开+

摘要：

面对日益严格的NOx治理要求以及NH3-SCR技术存在的明显弊端,CO-SCR技术利用钢铁冶金、废物焚烧等工业烟气中富含的CO作为还原剂,选择性催化还原NOx,在协同治理NOx和CO的同时,实现“以废治废”,有效应对二次污染和高成本等问题,具有极大的环保价值和经济效益。目前,CO-SCR技术在能源环保领域已引起广泛关注,但大多数研究仅限于催化剂性能结构的优化,尚未明晰各种工况下的反应机理,因此亟待开发出适用于实际工业应用的高效催化剂。CO-SCR领域的催化剂发展主要集中在降低传统贵金属用量并提高NOx和CO的共同脱除效率。通过掺杂Cu、Mn、Fe等过渡元素引发金属间协同效应,或者选择合适的载体和结构体系均能起到积极的作用。此外,在实际应用过程中,催化剂能否在复杂环境下保持高活性也是一个关键问题,诸如富氧、H2O、SO2、碱金属中毒等因素都会对催化效果产生重大影响,因此通过模拟工业烟气实况,借助原位测试等表征手段,探明催化剂失活过程对于抗中毒研究至关重要。分析了CO-SCR的基本反应过程和实际应用中面临的挑战,并对当前研究热点的3种类型催化剂的性能优势及创制方法进行了详细总结。同时,分析了不同反应条件下催化剂的反应机制和中毒改良方式,并展望了CO-SCR催化剂的发展方向,相关研究可以为开发性能更优的工业协同脱除催化剂提供理论指导。

收起-

作者：

韩栋^1,2
李昊¹
翁小乐²
李国波^1,*
彭洪根^1,*

作者简介

第一作者：韩栋(2002—),男,浙江绍兴人,硕士研究生,主要研究方向为NOx催化脱除技术及环境功能材料。E-mail:handong_ncu@163.com
通讯作者：李国波(1993—),男,安徽淮南人,讲师,主要研究方向为气态污染物协同控制技术、环境功能材料。E-mail:liguobo@ncu.edu.cn
彭洪根(1981—),男,江西宜春人,教授,主要研究方向为环境功能材料与大气环境治理、移动源/固定源脱硝、挥发性有机物末端治理及资源化、多污染物协同控制技术、温室气体捕捉及资源化利用。E-mail:penghonggen@ncu.edu.cn