Ti-PILC 負載Ga-Fe 的CH4-SCR 脫硝性能研究

徐國強, 蘇亞欣*, 溫妮妮, 張 恒, 劉 權, 鄧文義, 周 皞

（1. 東華大學 環境科學與工程學院, 上海 201620; 2. 常州工程職業技術學院, 江蘇 常州 213164）

化石燃料燃燒不僅會產生煙塵等固體顆粒物類空氣污染物還會產生氮氧化物（NOx）這類氣體形空氣污染物. NOx除了會形成酸雨、 光化學煙霧、 臭氧層破壞、 二次形成顆粒物等對生態環境造成負面影響的現象外［1-3］, 還會對人類的氣管、 肺泡造成極大的損害, 增加罹患肺癌的風險［4］. 因此, 找尋一種脫除尾氣中NOx的方式顯得尤為重要. 當前, 選擇性催化還原被普遍認為是脫除大氣中的NOx最為有效的方法, 其中用NH3作為還原劑的NH3-SCR已成為一種較為成熟的NOx脫除技術［5］. 但NH3本身有毒、價格高、 難運輸、 易泄露、 易腐蝕設備且NH3-SCR不適用于小型固定源及移動源［6］, 這就使得該技術的應用面較小, 有必要選擇一種新的還原氣體代替NH3.

CH4作為還原劑具有儲量大、 安全可靠、 成本低、 易處理等優點［7］, 但CH4本身分子結構穩定、鍵能較高［8］, 達到活化狀態需要較高的能量, 因此較難激活CH4還原NOx［4］. 1990年Iwamoto［9］及Held等［10］制備的催化劑實現了以甲烷作還原劑的脫硝研究, 但其脫硝效率較低. 因此, 在CH4作還原劑條件下制備出脫硝效率較高的催化劑成為研究的熱點方向. 此外, 工業應用的實際尾氣組分中含有水蒸氣和SO2, 絲光沸石（MOR）［11-12］、 鎂堿沸石（FER）［13-14］、 ZSM-5［15-16］等沸石分子篩類催化劑,在含水蒸氣情況下容易造成結構脫鋁, 從而使得催化劑結構坍塌, 進而導致催化劑部分失活或全部失活, SO2對大多數催化劑的脫硝……