第九章环境保护催化与环境友好催化技术

《第九章环境保护催化与环境友好催化技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章环境保护催化与环境友好催化技术（36页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第五章 环境保护催化剂与环境友好催化技术世界每年向环境排放的有害物质 碳：63 亿吨 硫：7070万吨 氮：2820万吨CO2：210亿吨 毒：4亿吨 氯氟烃： 500万吨粉尘：50亿吨两大臭氧空洞： 南极 北美全世界污染最严重的城市：我国占前20名的半数以上不符合环保标准的罚款额：大于70亿美元 15.1 环境经济及环境友好概念环境经济：考虑环境因素后所构成的综合经济环境友好：化工生产与环境友好相处，对环境表示友好绿色化学：无害化学清洁化工：从源头上消除或控制污染，全程监控，清洁生产 不对环境产生污染，达到向环境的“零”排放传统化工：产生严重污染，采取末端治理的策略25.2 空气污染治理的催

2、化技术主要污染物: COx、NOx、SOx、VOCs、粉尘污 染 类 型: 动态、静态污染动 态 污 染： 机动车尾气造成的静 态 污 染： 发电、水泥、锅炉、焚烧炉等产生的345动态污染源的治理：三元催化或叫三效催化 催化剂的构成：载体+活性组分 载 体：陶瓷或合金（2-4m2/g） 陶瓷载体：主要是MgO2（14 %)、AI2O3 （36 %) 和SiO2 （50%)和少量Na2O、Fe2O3、 CaO(通常是圆柱体或椭圆体) 特点：抗热冲击性能好，热膨胀系数低 合金载体：不锈钢、Ni-Cr、Fe-Cr-Al等（蜂窝状） 特点：机械强度大、传热性、抗震性好、寿命 长、压降低 67涂 层:

3、具有高比表面的无机氧化物涂层 20-100m2/g 也叫第二载体（真正的核心技术所在） 常用Al2O3、SiO2、MgO、CeO2、ZrO2等及复合物对涂层的要求 1) 有较高的热稳定性 2）增强涂层中某重要组分的热稳定性 如AI2O3 3）协助或改善催化组分的功能 CeO2、ZrO2 、La2O3是首选的涂层辅助材料 CeO2 ：良好的储氧化合物 ZrO2 ： 可与CeO2形成固溶体提高热稳定性 La2O3 ：改善Pd的催化性能，增加NO吸附，促进CO HC与水的反应等8贵金属活性组分早期：Fe、Co、Ni等铁系过渡元素-效果不理想目前：Pt、Rh、Pd等效果好 Pt : 能有效促进CO、H

4、C氧化，促进水煤气的变换反应 但对促进NOx还原能力不及Rh，但还原气氛中易使 NOx还原成NH3。 Rh: 是催化NOx的主要组分，在氧化气氛下还原为N2。 高温时的主要产物是N2，低温、无氧产物主要是NH3 氧浓度较高时,不能对NOx进行有效的还原。 对CO氧化及HC的水蒸气重整也有明显催化作用 热稳定性、抗毒性不如Pt。9Pd : 起燃活性好、热稳定性高， 能有效促进CO、HC转化 但铅和硫比较敏感 高温下会与Pt、Rh形成合金，阻碍Rh的活性。 三种贵金属的催化作用是相互协调的，互补的！三效催化剂的失活 实际工况：复杂（温度、空速、组成、流动条件等） 失活类型 可逆：通常在低温条件下

5、不可逆：通常在高温条件下，中毒101112静态源净化处理催化技术静态污染源： 发电、工业、民用排放气体等: COx、NOx、SOx、NH3、粉尘、二悪英、烃温 室 气 体： N2O，NO2、CO2，CH4、氯氟烃 气候变暖、土壤沙漠化、光化学烟雾等NO催化分解：高温下NO不稳定但分解速度很低，需催化分解 Pt/Al2O3及部分非负载型过渡金属氧化物也可催化 如Co3O4、NiO、Fe2O3、ZrO Co或Cu交换的分子筛也可催化(623-673K) Rh、Ru负载ZSM-5上也可催化(523-573K)13 动态污染源中三效催化剂对NOx的转化很困难。 但在静态污染源，对NOx的选择性还原SC

6、R确实很成功！NOx催化分解选择性催化还原法（SCR法）效率达99%还原剂NH3 反应 6NO+4NH35N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O NH3一般不与O2反应，但NOx完全还原后便可反应 4NH3 + 5O24NO + 6H2O 4NH3 + 3O22N2 + 6H2O 2NH3 + 2O2N2O + 3H2O 14 温度对还原反应影响极大 T300， NH3与O2反应显著 T210 ，易生成亚硝铵和硝铵 2NH3+2NO2+2H2ONH4NO2+ NH4NO3 易堵塞管道引起爆炸 脱NOx效率： 大于99% 电厂广泛采用此法脱NOx 催 化 剂： Pt应用最早，最易中