洁净煤技术

作者：张成, 李君臣, 方鼎立, 谭鹏, 马仑, 方庆艳, 陈刚

关键词：氮氧化物,Mn基低温SCR催化剂,脱硝性能,抗中毒性能,分子筛,掺杂改性

选择性催化还原技术是目前成熟可靠的脱硝技术，广泛应用于固定源氮氧化物的脱除。商用钒钛催化剂的温度窗口窄且高，为了满足非电力行业更低温度窗口的脱硝需求，低温NH3-SCR备受关注。近年来，Mn基催化剂因其良好的低温活性被认为是最具有前景的低温SCR催化剂。详细讨论不同种类锰基催化剂的性能研究以及锰基催化剂抗硫、抗水、抗碱金属/碱土金属(K、Na、Ca、Mg)和重金属（As、Zn、Pb）中毒的机理和改性方法，针对不同的抗中毒研究和改性方法进行了分析和总结，获得结论如下：① 传统非负载型Mn基催化剂最佳制备方法为共沉淀法，脱硝效率达100%；微生物处理法是新型绿色合成方法，经济环保性高，为绿色合成Mn基催化剂提供了可行路径；② 掺杂Ce、Fe、Cu、Ni、Ho、Nd、Zr、Co和Eu等元素能够有效提高Mn基催化剂的脱硝活性和抗中毒性能；可考虑将其作为“核-壳”结构的“壳”材料，提高Mn基催化剂的抗中毒性能；③ 特定孔径的分子筛是解决催化剂硫中毒的理想材料，但目前传质阻力的问题尚未解决，还需进一步优化分子筛的制备方法和工艺；④ Mn基催化剂的抗碱金属中毒集中于掺杂改性研究，改性策略分为两大类：一是增加催化剂表面耐碱的酸性位点，二是直接抑制碱金属对Mn活性组分的影响；目前上述2种改性策略的缺陷在于改性催化剂长期运行脱硝的经济性不高，需考虑从根本上杜绝催化剂与碱金属的接触；⑤ Mn基催化剂抗重金属中毒研究较少，建议开展低温段重金属迁移转化规律研究和Mn基催化剂改性的抗重金属中毒机理；⑥ 中毒后的催化剂对环境危害较大，中毒催化剂对环境危害评估和可再生利用的研究也有待进一步推进；⑦ Mn催化剂不同类型中毒之间的协同效应还有待研究，以满足Mn基催化剂的实际应用需求。

来源：2022年第10期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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