近年来,我国强力推进SO2的减排措施,使多年来扶摇直上的SO2排放总量初步有所遏制。但酸雨污染仍然十分突出,呈现从硫酸型为主转向硫酸和硝酸复合型的态势。因此,研发先进适用的技术措施,有效净化烟气中的NOx是大气污染控制领域一项非常重要的任务。
　　 催化氧化还原(SNOX)工艺是一种干式同时脱硫脱氮的新工艺,由SCR脱氮单元、SO2催化氧化单元、硫酸冷凝塔3部分组成。具有较高的脱硫率和脱氮率,不产生固体废渣和废水等二次污染物,尤其是完全没有CO2气体的产生等显著优点,是一项很具开发潜力的新工艺。
　　 针对SNOX工艺中净化NOx的SCR方法,通过基尔霍夫公式、化学反应等温方程式、吉布斯一亥姆霍兹方程式等对正副反应进行热力学计算,表明在同一反应条件下会发生多个反应,各反应限度都很大,均为放热反应。研制具有合理反应温度窗口,能够选择性地强化正反应进行的催化剂是SCR方法的必要基础。利用γ-Al2O03孔隙发达,比表面积大的优势,应用浸渍法制备催化剂,实验考察了浸渍液浓度、浸渍时间、活化温度和活化时间等因素,确定最优制备条件:在1.5 mol/L Cu(NO3)2溶液中浸渍2小时,浸渍结束后在150℃下干燥1小时,之后在450℃的温度下煅烧2小时,得到附载量为6.5％的催化剂。利用模拟烟气进行了催化剂条件实验研究,考察各参数对脱氮效率的影响:气体中的SO2使得催化剂中的CuO变化为CuSO4,CuSO4的脱氮效率高于CuO；随着烟气温度升高,脱氮效率逐渐上升,在400℃时达到最高为87.5％；随着NH3/NOx摩尔比的增加,脱氮效率逐渐上升,在摩尔比为1.2时达到最高为86.6％；随着接触时间的增加,脱氮效率逐渐上升,在接触时间为1.2s时达到最高为87.2％；烟气中SO2浓度对脱氮效率有一定的影响,但变化幅度较小。通过动力学分析,证明催化剂孔径比较小,努森扩散占主导地位,在温度变化的情况下,NOx的有效扩散系数De变化较小,在CuO/γ-Al2O3催化剂上NOx的还原反应为一级反应,反应速率常数k=1.26×10％xp(-49635/RT),反应活化能为49.635kJ/mol。针对制备的催化剂完成的实验研究与理论分析成果为SNOX工艺中SCR脱氮工艺参数的确定提供了必要的科学依据。