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    國內鍋爐氮氧化物排放控制及脫硝催化劑研究進展

    2020-08-18 20:41:42

    燃油鍋爐氮氧化物( NOx) 對大氣環境造成的危害已成為影響生態環境和經濟社會可持續發展的重要因素,其來源主要集中在火電、玻璃、陶瓷、水泥、鋼鐵和焦化行業等固定污染源以及機動車、船舶和飛機等移動污染源。實踐表明,催化脫硝是NOx 減排的最有效手段。介紹我國NOx 污染現狀,并結合不同領域和行業的煙氣特點,闡述NOx 的治理情況和研究難點。在此基礎上,圍繞NOx 催化消除這一共性問題,根據不同行業間實際工況的共性和差異性,分別以NH3 - SCR( 固定源脫硝)和NO + CO( 移動源脫硝) 兩種催化脫硝技術為主線,系統綜述固定源( 中高溫、低溫、抗中毒) 及移動源( 汽油車和柴油車) 中脫硝催化劑的研究進展,并對不同領域相應脫硝催化劑可能的發展方向進行展望。隨著我國工業化進程的加快,大氣污染已成為當前環境面臨的重要問題。

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    燃油鍋爐人為因素是造成大氣污染的主要誘因,包括燃料燃燒、工業生產、交通運輸和農業活動等人類生產活動。在眾多大氣污染物中,NOx 由于能夠產生酸雨、引起臭氧層破壞并帶來光化學煙霧和霧霾等惡劣天氣,近年來受到社會的廣泛關注。國務院總理李克強在2018 年3 月5日舉行的第十三屆全國人民代表大會D一次會議上作的政府工作報告中,將實現二氧化硫和NOx 排放量下降3%作為三大攻堅戰之一。燃油鍋爐根據近幾年《環境統計年報》數據統計( 圖1) ,盡管2011 - 2015 年NOx 排放量總體呈下降趨勢,但總量依然很大。而作為移動排放源的機動車,由于保有量的增加,NOx總量減少不明顯( 圖2) 。由此可見,NOx 的消除工作仍需進一步加強。根據《英國石油公司能源展望》( 2016) ,到2035年,化石燃料仍然是世界經濟的主要能源,需求增長占53%。由此可見,圍繞NOx 的控制減排將會是一項長期而艱巨的任務。NOx 的控制技術主要有燃燒控制技術和燃燒后控制技術。燃油鍋爐燃燒控制技術包括低氮燃燒技術、再燃燒技術和煙氣再循環技術。在燃燒后控制技術中,選擇性催化還原( SCR) 、選擇性非催化還原( SNCR) 和SCR - SNCR混合技術是主要技術,這幾種技術都z先在日本得到應用。從經濟和技術效益考慮,選擇性催化還原是最有效的NOx 后控制技術。

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