稀土催化在煙氣脫硫脫氮方面的研究及應用
NOx 和SO2 是大氣中的主要污染物，來源于鋼鐵、火力發電、水泥、燃煤鍋爐等生產中產生的廢氣和各種車輛的發動機排氣。由此而形成的酸雨和光化學煙霧，給環境和人體健康帶來嚴重影響。中國的空氣污染主要是由于大量煤燃燒產生的，污染物的排放總是處于較高水平，現中國每年排放的SO2 和NOx 分別為770 萬t 和2 400 萬t，居世界首位，酸雨地區已占全國國土面積的1/3。因此，解決燃煤煙道氣的脫硫脫氮問題已成為研究的熱點。研究顯示，稀土催化材料在煙氣脫硫脫氮過程中顯示出獨特的吸收和催化性能。含鈰鋁酸鎂尖晶石，是脫除催化裂化煙道氣中SO2 的最有效催化劑。這種催化劑系列在SO2 中抗硫中毒性強，對CO 還原NOx 的反應具有明顯的活性，可以有效地同時控制煙道氣中SO2 和NOx 的排放量，但是要處理反應放出來的H2S。稀土氧化物催化還原脫除煙氣中的SO2 所涉及的催化劑主要有鈣鈦礦型稀土復合氧化物、熒石型稀土復（混）合氧化物，以及其他稀土氧化物等。CO 還原法的優點是可以回收元素硫，還原劑CO 的來源方便，通常還存在于煙氣中，可以從根本上控制SO2 所帶來的污染，具有工業化前景。日本用稀土進行煤的催化氣化研究，用硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸釤負載在原煤上，氣化率比過去用硝酸鈉明顯提高。劉勇健等采用稀土型（主要為鑭和鈰）脫硫劑對模擬煙道氣進行脫硫實驗，發現稀土型脫硫劑發生脫硫反應的溫度區間較寬，為150～200 ℃，與實際煙道氣溫度（160 ℃）比較吻合，而且脫硫率可達90%左右，脫硫劑也可以再生重復使用，所以該稀土型脫硫劑適用于煙道氣中SO2 的脫除。
目前，煙氣脫硫脫氮的方法有很多，按脫除產物的干濕動態可分為濕法、半干法、干法。近年來聯合脫硫脫氮技術是燃料氣治理技術的發展方向之一。陳立杰等研制出了以普通煤為主要原料，加入一定量金屬氧化物制成改性煤質活性焦，針對大氣中的污染物SO2 和NOX 進行了脫硫脫氮性能研究，效率和性
能均表現良好。
中國SO2 排放得到一定程度的控制，但NOx 排放量卻在快速增加。人們希望在脫硫的同時能夠脫除NOX。因此，開發研究聯合脫硫脫氮新技術新設備，已成為煙氣凈化技術發展的總趨勢。目前許多國家都在開展這類研究，并取得了較大進展。如SO2 氧化結合選擇性催化還原NOX 一體化技術、再生式脫除NOx 和SO2 的化學技術、等離子體煙氣脫硫脫氮技術、煙氣中NOx 和SO2 催化消除技術等脫硫脫氮一體化技術研究，已取得了一定的進展。德國Bergbau- Forschung 公司開發出活性炭聯合脫硫脫氮法，脫硫率可達98%，脫氮率達80%，并且能除去廢氣中的HCl、HF、砷、硒、汞等有害物質。Lurgi Gmbh 研究開發煙氣循環流化床（CFB）脫硫脫氮技術，在德國的工業應用表明，在Ca/S 比為1.2～1.5，NH3/NOx 比為0.7～1.03 時，脫硫率為97%，脫氮率為88%。Xu Guangwen 研究提出粉粒流化床（PPFB）脫硫脫氮技術，在一定條件下脫硫率超過90%，脫氮率超過80%。用天然礦物水滑石（Hydrotalcites）制得的Co/Mg/Al 和Cu/Mg/Al 催化劑，在聯合脫硫脫氮中相當有效。A E Palomaves 進行了有關催化活性實驗，結果表明，當O2 體積分數>1%, 溫度為750 ℃時，這2 種催化劑是能同時去除NOx 和SO2 的完美催化劑，脫氮率幾乎可達100%，脫硫率可達88%，Co 基催化劑的效果比Cu 基催化劑要好。但氧氣濃度高時，催化活性可能消失。
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