NOX的(de)水溶性(xing)(xing)和(he)反應活性(xing)(xing)較差(cha)，治理(li)比較困難，技術(shu)要求高，迄今為止世界各(ge)國開發(fa)的(de)燃煤煙氣NOX的(de)治理(li)技術(shu)種類比較多(duo)。
概念：除通(tong)過改進(jin)(jin)燃(ran)燒(shao)技術控制NOX排(pai)放外，有些情況(kuang)還要對冷卻后的(de)煙氣(qi)進(jin)(jin)行(xing)處理，以(yi)降低NOX的(de)排(pai)放量。
目(mu)前存在的(de)困難有(you)：煙(yan)氣體積大(da)，濃度低(di)，但NOX總(zong)量相對較(jiao)大(da)，吸(xi)收(shou)吸(xi)附脫硝(xiao)后(hou)廢(fei)物終處置難，費(fei)用高(gao)。
分類：A.選擇性(xing)催化還原法SCR
B.選擇性非催(cui)化還(huan)原法SNCR
C.其(qi)他方法
其中(zhong)常用(yong)的是SCR和SNCR兩種方法。
1 選(xuan)擇性催化還(huan)原(yuan)SCR
1.1 概(gai)念：以氨做還(huan)原劑(ji)(ji)，通(tong)常在空(kong)氣預熱器的(de)(de)上游(you)注入含NOX的(de)(de)煙氣，此(ci)處控制煙氣溫度(du)在290℃~400℃（催化還(huan)原的(de)(de)佳溫度(du)），在含有催化劑(ji)(ji)的(de)(de)反應器內NOX被還(huan)原為N2和H2O，催化劑(ji)(ji)的(de)(de)活性材料通(tong)常由貴金(jin)屬，堿性金(jin)屬氧(yang)化物和/或(huo)沸(fei)石等。
注：1、選擇(ze)性(xing)：NH3可以選擇(ze)性(xing)地(di)和(he)NOX反應(ying)生成N2和(he)H2O，而不(bu)是被(bei)(bei)O2氧化，因而反應(ying)被(bei)(bei)稱為具(ju)有(you)選擇(ze)性(xing)。
2、催化劑：
（1）特(te)性(xing)：款的(de)(de)溫度(du)范圍，高(gao)的(de)(de)催(cui)化活(huo)性(xing)；低氨流(liu)失量；具有抗(kang)SO2、鹵素氫化物（HCl、HF）、堿金屬(shu)（Na2O、K2O）/重金屬(shu)(As)等性(xing)能；低失活(huo)速度(du)；良好的(de)(de)熱穩定性(xing)；無煙塵積(ji)累；機械強度(du)高(gao)，抗(kang)磨損性(xing)強；催(cui)化劑床層壓力(li)降(jiang)小；使用壽(shou)命(ming)長；廢物易于回收利用；成本較(jiao)低。催(cui)化劑的(de)(de)結構、形(xing)狀(zhuang)(zhuang)隨它的(de)(de)用途而變(bian)化，為避免(mian)被克里堵塞(sai)，蜂窩狀(zhuang)(zhuang)、管狀(zhuang)(zhuang)和(he)板(ban)式都(dou)是常(chang)用的(de)(de)結構，而常(chang)用的(de)(de)則是蜂窩狀(zhuang)(zhuang)，因為它不僅強度(du)好，而且易清理。
（2）類型(xing)：
a．金屬氧化物催化劑(ji)
發電(dian)廠裝(zhuang)配的煙(yan)氣凈化(hua)(hua)系統，大多數(shu)采用(yong)V2O5作催化(hua)(hua)劑(ji)。TiO2
具有較(jiao)高的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)和(he)抗(kang)SO2性(xing)(xing)(xing)能，是(shi)合適的(de)脫(tuo)硝材料(liao)。V2O5是(shi)重要(yao)的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)成(cheng)分，具有較(jiao)高的(de)脫(tuo)硝率，但同時也促進了SO2向SO3轉化(hua)(hua)進而(er)與NH3反應生(sheng)成(cheng)(NH4)HSO4等(deng)固體顆(ke)粒，造成(cheng)反應器的(de)阻塞和(he)磨損。而(er)另(ling)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)材料(liao)WO3的(de)添(tian)加，有助于 一(yi)(yi)(yi)直SO2的(de)轉化(hua)(hua)。V2O5可直接(jie)使用(yong)或負載(zai)于Al2O3、TiO2等(deng)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)上，商用(yong)的(de)V2O5多負載(zai)于TiO2上（兩種(zhong)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)之間的(de)物(wu)(wu)理化(hua)(hua)學作(zuo)用(yong)增加了催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)穩定性(xing)(xing)(xing)），工業(ye)應用(yong)時，根據需要(yao)一(yi)(yi)(yi)般做成(cheng)蜂(feng)窩(wo)形狀或涂敷于陶(tao)瓷獨石、金屬板等(deng)基(ji)質上。V2O5催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)優越性(xing)(xing)(xing)在于：表面呈酸(suan)性(xing)(xing)(xing)，容易將堿性(xing)(xing)(xing)的(de)NH3捕(bu)捉到催(cui)化(hua)(hua)劑表面進行(xing)反應。
b．貴金屬催(cui)化劑
廣泛(fan)應用于汽(qi)車尾氣凈化器中。但由于成本高，而(er)且對(dui)氣體(ti)中的(de)S元(yuan)素極其敏感(gan)，所以不適合大(da)規模固(gu)定源NOX的(de)治理(li)。
c．鈣(gai)鈦(tai)礦復合(he)氧(yang)化(hua)物催化(hua)劑 ;
研(yan)究多的此類氧(yang)(yang)化(hua)物屬(shu)ABC3型（A代表稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)，B代表過(guo)渡金(jin)(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)素(su)），以CO為(wei)還(huan)原(yuan)(yuan)劑，鈣鈦礦(kuang)復(fu)合氧(yang)(yang)化(hua)物可催(cui)化(hua)還(huan)原(yuan)(yuan)NO。突出優點是熱(re)穩(wen)定性好且在反應溫度下容(rong)易脫附氧(yang)(yang)。由(you)此可以講穩(wen)定性差而(er)活性高的貴金(jin)(jin)屬(shu)與穩(wen)定性好的鈣鈦礦(kuang)氧(yang)(yang)化(hua)物結合起(qi)來(lai)，制備(bei)優良的新催(cui)化(hua)劑。但同樣(yang)存在H2O和SO2中毒問題，對于固定NOX的治理，目前也(ye)不具有應用。
d．碳基化(hua)合物 活性炭以(yi)(yi)其特殊的(de)孔結(jie)構(gou)和(he)大的(de)比表面積成為一種優良(liang)的(de)固體吸附劑(ji)，用(yong)于空氣(qi)或工業廢氣(qi)的(de)凈(jing)化(hua)由來已(yi)久。在NOX的(de)治理中，它不僅可以(yi)(yi)做(zuo)吸附劑(ji)，還可以(yi)(yi)做(zuo)催化(hua)劑(ji)，在低溫（90℃~120℃）和(he)NH3、CO和(he)H2
的(de)存在下，選擇還(huan)(huan)原NOX；沒有催化(hua)劑是(shi)，它(ta)可以(yi)(yi)做還(huan)(huan)原劑，在400℃以(yi)(yi)上使NOX還(huan)(huan)原為(wei)N2，自(zi)身轉化(hua)為(wei)CO2。所以(yi)(yi)，活性(xing)炭在固(gu)定源NOX治理中，有較高的(de)應(ying)用。大的(de)優勢在于(yu)來(lai)源豐富(fu)、價(jia)格(ge)低(di)廉、易于(yu)再生，適(shi)用于(yu)溫(wen)度較低(di)的(de)環境，這是(shi)使用其他催化(hua)劑所不(bu)能實現的(de)。但(dan)只(zhi)有活性(xing)炭做催化(hua)劑活性(xing)很低(di)，特別是(shi)空(kong)間速度較高的(de)情況下，在實際應(ying)用中，常(chang)常(chang)需要經過預活化(hua)處理，或負(fu)載一些(xie)活性(xing)組分以(yi)(yi)改善催化(hua)性(xing)能。
e．離(li)子交換分子篩(shai)催化(hua)(hua)劑(ji) 金(jin)屬離(li)子交換分子篩(shai)具有很高的(de)活(huo)性。沸(fei)石分子篩(shai)用做催化(hua)(hua)劑(ji)是基于其特殊的(de)微(wei)孔結(jie)構。
1.2 反應原(yuan)理：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
8NH3+6NO2 →7N2+12H2O
與氨有關的潛(qian)在氧化反應：
4NH3+5O2 →4NO+6H2O
4NH3+3O2 →4N2+6H2O
1.3.1 工藝流程
這(zhe)種布置方案存在的(de)問題：
（1） 煙氣所攜(xie)帶的飛灰中含有(you)Na、K、Ca、Si、As等成分時，會使催化(hua)劑(ji)“中毒”或受污染(ran)，從而降(jiang)低催化(hua)劑(ji)的效能；
（2） 飛灰對(dui)催(cui)(cui)化(hua)劑反應(ying)器(qi)(qi)的磨(mo)損和使催(cui)(cui)化(hua)劑反應(ying)器(qi)(qi)蜂(feng)窩狀(zhuang)通道堵塞；
（3） 如煙氣溫(wen)度升高，會(hui)使催化劑燒結或使之再結晶而失效；
（4） 如(ru)煙氣溫度降低，NH3會(hui)和SO3反應生(sheng)成(cheng)（NH4）2SO4，從(cong)而堵塞催化劑反應器通道和空氣預熱(re)器；
（5） 高活性催(cui)化劑(ji)會(hui)使煙(yan)氣中(zhong)的(de)SO2氧化成SO3，因此應避免采用(yong)高活性的(de)催(cui)化劑(ji)用(yong)于(yu)這(zhe)種裝置。
為了(le)盡可(ke)能的延長催化劑(ji)的使用壽命(ming)，除了(le)應選(xuan)擇合適的催化劑(ji)外，要(yao)使反(fan)應器(qi)通道有足夠(gou)的空間可(ke)以防堵塞，同時(shi)還有防腐措施(shi)。
這種方案存在的問(wen)題
（1） 煙(yan)氣中(zhong)的SO2始終存在，因此煙(yan)氣中(zhong)的SO2和NH3反應生成(cheng)（NH4）2SO4而發(fa)生堵塞的可能(neng)性仍(reng)然存在；
（2）靜電除塵器無法在300~400℃的溫度下正常運行，因此很少被采用。
這樣(yang)催(cui)化(hua)(hua)劑將完(wan)全工(gong)作(zuo)在(zai)(zai)無塵、無SO2的(de)“干凈(jing)(jing)”煙(yan)氣(qi)(qi)中，由(you)于不存(cun)在(zai)(zai)飛灰對(dui)反應器的(de)堵塞及磨損問題，也不存(cun)在(zai)(zai)催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)污(wu)染和(he)中毒問題，因此可(ke)以采用高活性的(de)催(cui)化(hua)(hua)劑，并使反應器布置(zhi)緊湊，以減少反應器的(de)體積。當催(cui)化(hua)(hua)劑在(zai)(zai)“干凈(jing)(jing)”煙(yan)氣(qi)(qi)中工(gong)作(zuo)時(shi)，其工(gong)作(zuo)壽命可(ke)達3~5年。
1.4 影響SCR脫硝的主要因素
1.4.1 SV值
一(yi)般催(cui)(cui)化劑(ji)的數量是(shi)用每立(li)方米(mi)的催(cui)(cui)化劑(ji)層能(neng)處理多(duo)少煙氣流量來(lai)表示，這實際上是(shi)一(yi)個(ge)空間速(su)度SV值。
SV值(zhi)越(yue)大(da)，表(biao)示單位體(ti)積的催化劑層(ceng)能處(chu)理的煙氣量越(yue)多。因此，希望SV值(zhi)越(yue)大(da)越(yue)好。然而，實際上SV過大(da)會降低(di)催化劑的反應率。
1.4.2 NH3/NOX摩(mo)爾比
NH3量(liang)不足會導致NOX的脫出率降低，但NH3過量(liang)又會產(chan)生二次污(wu)染，通常
噴(pen)入的NH3的量隨著機組(zu)負(fu)荷(he)的變化而(er)變化。
1.4.3 煙(yan)氣溫(wen)度
煙氣(qi)溫度(du)低時，不僅會(hui)因催化(hua)劑的(de)活性降低而(er)(er)降低NOX的(de)脫除效率(lv)，而(er)(er)且噴入的(de)NH3還會(hui)與(yu)煙氣(qi)中的(de)SOX反(fan)應生成(NH4)2SO4附著在(zai)催化(hua)劑表(biao)面；煙氣(qi)溫度(du)高時，NH3會(hui)與(yu)O2反(fan)應，導致(zhi)煙氣(qi)中的(de)NOX增(zeng)加。
1.4.4 煙(yan)氣在(zai)反應器內的(de)空(kong)間(jian)速度
煙(yan)(yan)氣（標準狀態下(xia)的(de)濕煙(yan)(yan)氣）在催(cui)化(hua)劑(ji)容器(qi)(qi)內的(de)停(ting)留(liu)時(shi)(shi)間(jian)尺(chi)度，在某種程(cheng)度上(shang)決定反(fan)應(ying)物是(shi)(shi)否完全反(fan)應(ying)，同時(shi)(shi)也決定著反(fan)應(ying)器(qi)(qi)催(cui)化(hua)劑(ji)骨架(jia)的(de)沖(chong)(chong)刷(shua)和煙(yan)(yan)氣的(de)沿程(cheng)阻力(li)。空(kong)間(jian)速度大，煙(yan)(yan)氣在反(fan)應(ying)器(qi)(qi)內的(de)停(ting)留(liu)時(shi)(shi)間(jian)短，則反(fan)應(ying)有(you)可能不完全，這樣NH3的(de)逃逸量就大，對催(cui)化(hua)劑(ji)骨架(jia)的(de)沖(chong)(chong)刷(shua)也大。對于固態排渣爐(lu)高(gao)灰段布置(zhi)的(de)SCR反(fan)應(ying)器(qi)(qi)，空(kong)間(jian)速度選擇一般是(shi)(shi)（2500~3500）h-1。
1.4.5 煙(yan)氣流(liu)型及與(yu)氨的湍(tuan)流(liu)混合
煙氣(qi)流型的(de)優劣(lie)決定著催化劑的(de)應用效果(guo)，合理的(de)煙氣(qi)流型不僅能較高(gao)地利用催化劑，而且能減少(shao)煙氣(qi)的(de)沿程阻力(li)。設計佳噴(pen)氨點(dian)，其中湍流條件要實現與煙氣(qi)的(de)佳混合，形成明確的(de)均相流動區域(yu)。
1.4.6 催化(hua)劑鈍(dun)化(hua)
（1）原因：長時間(jian)暴露于450℃以上的高(gao)溫(wen)環境中可引起催化(hua)劑活性(xing)位(wei)置（表面(mian)積）燒結，導致催化(hua)劑顆粒增大(da)，表面(mian)積減小，因而(er)使催化(hua)劑活性(xing)降低。
措施(shi)：采用鎢(wu)退火處理，可大限度地減少(shao)催化劑的燒結。在正常(chang)的SCR運(yun)行溫度下，燒結是(shi)可以忽略的。
（2）原因：Na、K腐蝕(shi)性混合物如果直接和(he)催(cui)化劑表面(mian)接觸，在催(cui)化劑活性位置的堿金(jin)屬與其他(ta)物質發生了(le)反應，從而(er)使催(cui)化劑活性降低。
措施：對(dui)于大多數應用，避(bi)免水蒸氣(qi)的(de)凝(ning)結，可(ke)以排除(chu)在此類危險。
（3）原因：飛灰(hui)中游離的CaO和SO3反應，可吸(xi)附在(zai)催化(hua)劑表(biao)面，形成CaSO4，催化(hua)劑表(biao)面被CaSO4包(bao)圍，從而使(shi)催化(hua)劑活性降低。
措(cuo)施：工(gong)藝(yi)(yi)中脫(tuo)硝工(gong)藝(yi)(yi)之前應添(tian)加有脫(tuo)硫工(gong)藝(yi)(yi)。
（4）原因：由(you)于銨鹽及飛(fei)灰(hui)中的小(xiao)顆粒沉積在(zai)催(cui)化(hua)劑小(xiao)孔中，阻礙NOX、NH3和O2到達催(cui)化(hua)劑表(biao)面，引起催(cui)化(hua)劑阻塞(sai)。
措施：通過調節氣(qi)流分布，選(xuan)擇合(he)理的(de)催化劑間距和單元空間，并使(shi)SCR反應器煙氣(qi)的(de)溫(wen)度維持在銨鹽沉積(ji)溫(wen)度之上。
（5）原因(yin)：由于飛灰撞擊在催化劑表面，引起催化劑腐蝕(shi)問題。腐蝕(shi)強度與(yu)氣
流速度(du)、飛灰特(te)性(xing)、撞擊角(jiao)度(du)及催化劑本身特(te)性(xing)有(you)關(guan)。
措施：采用耐腐蝕催化劑材料，提高邊緣(yuan)硬度；利用計(ji)算流體動力(li)學(xue)流體模(mo)型優化氣流分布，在垂直催化劑床層安裝氣流調(diao)節(jie)裝置。
1.4.7 SO2對SCR反應的影響
煙氣(qi)中(zhong)(zhong)SO2會在催(cui)(cui)化劑(ji)的作用下(xia)被氧化成(cheng)SO3，SO3與煙氣(qi)中(zhong)(zhong)的水及NH3反應，從而生成(cheng)(NH4)2SO4和(NH4)HSO4。這些(xie)硫酸鹽可以沉積(ji)并集聚在催(cui)(cui)化劑(ji)表面，阻礙催(cui)(cui)化劑(ji)進一步催(cui)(cui)化反應。
2 選(xuan)擇性(xing)非(fei)催化還原SNCR
2.1 概念：向煙氣中噴(pen)氨(an)或尿(niao)素等含有NH3基(ji)的還(huan)原劑，在高溫(wen)（900~1100℃）和(he)沒有催(cui)化劑的情(qing)況下，通過(guo)煙道(dao)氣流中產生的氨(an)自由基(ji)與(yu)NOX反應(ying)，把(ba)NOX還(huan)原成N2和(he)H2O。
2.2 反應原理
2.2.1 NH3作還原(yuan)劑(ji)
4NH3+6NO→5N2+6H2O
950℃范圍(wei)內(nei) 4NH3+5O2→4NO+6H2O
2.2.2 (NH4)2CO作還原劑
(NH4)2CO→2NH2+2CO
NH2+NO→N2+H2O
CO+NO→N2+CO2
2.3 工藝流程
2.4影響(xiang)SNCR脫(tuo)硝因素
2.4.1 還(huan)原(yuan)劑(ji)噴入(ru)點的選擇
噴入點(dian)必(bi)須保證使還原劑進入爐膛內適(shi)宜(yi)反(fan)應(ying)的溫(wen)度(du)區(qu)間（900~1100℃）。適(shi)宜(yi)的溫(wen)度(du)區(qu)間被稱作溫(wen)度(du)窗口。
2.4.2 合適的停留時間
任何反應都需要時間(jian)，所以還原劑(ji)必(bi)須和NOX在(zai)合適的(de)溫度區域內有足夠的(de)
停留(liu)時間，這樣才能(neng)保證煙氣中的(de)NOX的(de)還原率。
2.4.3 適當的NH3/NOX摩爾比
根(gen)據(ju)化學反(fan)應方程式(shi)NH3/NOX摩(mo)爾(er)比應該為1，但實際上都要(yao)比1大才能達到較(jiao)理想的NOX還(huan)原率，但摩(mo)爾(er)比過大，氨逃逸(yi)量(liang)加大，同(tong)時會增加運行費用(yong)。
2.4.4 還原劑與煙(yan)氣的(de)充分混(hun)合
還(huan)原劑和(he)煙氣(qi)的(de)充分混合是保證充分反應(ying)的(de)技(ji)術條(tiao)件(jian)之一，類同于(yu)燃燒反應(ying)的(de)湍(tuan)流度。
2.5 SNCR技術在應用中存在的問題
2.5.1 SNCR工藝中(zhong)氨的利用率不(bu)高
2.5.2 SNCR工藝會形成溫室(shi)氣體N2O
2.5.3 SNCR工藝中應用尿素時(shi)，如果運行控制(zhi)不當，可能(neng)造成較多的CO排放。
2.5.4 SNCR工藝中在鍋(guo)爐過(guo)熱(re)器前大于(yu)800℃的爐膛位置噴入低溫尿素(su)溶(rong)液(ye)，必然(ran)會影(ying)響煤炭(tan)的繼續(xu)燃燒，引(yin)發飛灰、未(wei)燃燒碳提高的問(wen)題。
脫硝工(gong)藝總(zong)結
（1）SCR脫(tuo)除NOX的(de)技(ji)術(shu)關鍵是開發出高活性、高選擇性、高穩(wen)定性、耐(nai)毒能力強的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)；SCR可在較(jiao)低溫度范(fan)圍內反應，催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)選擇范(fan)圍廣，脫(tuo)氮效率高。
（2）SNCR工(gong)藝(yi)結構簡單，造(zao)價便宜(yi)，流程(cheng)氣(qi)流阻力也較小，但是操(cao)作條件(jian)要求嚴(yan)格，溫度(du)(du)高（溫度(du)(du)太高，引起還原氣(qi)體的消耗），基于SNCR工(gong)藝(yi)存(cun)在的問題，限制了該(gai)技術的推廣。
3.其他NOx處(chu)理(li)技術（概(gai)述）：
3.1 吸(xi)收(shou)(shou)法(fa)(fa)：吸(xi)收(shou)(shou)法(fa)(fa)凈化廢氣(qi)中的(de)NOx，按吸(xi)收(shou)(shou)劑的(de)種類可分(fen)為水吸(xi)收(shou)(shou)法(fa)(fa)、酸吸(xi)收(shou)(shou)法(fa)(fa)、堿吸(xi)收(shou)(shou)法(fa)(fa)、氧化-還(huan)原和(he)絡合吸(xi)收(shou)(shou)法(fa)(fa)等。吸(xi)收(shou)(shou)法(fa)(fa)適合中小型(xing)企(qi)業NOx處理技術(shu)。
3.2 吸(xi)附(fu)法:利(li)用多孔性固(gu)體吸(xi)附(fu)劑凈(jing)化(hua)含(han)NOx廢氣的(de)(de)方法，常用的(de)(de)吸(xi)附(fu)劑有分子篩、活性炭、硅(gui)膠等。吸(xi)附(fu)劑量大，設(she)備龐大，需再生處理，過(guo)程(cheng)需要間歇操作。
3.3 等(deng)離子(zi)體去(qu)除(chu)法(fa)：在(zai)煙氣中產生自由電(dian)(dian)子(zi)和活(huo)(huo)性集團，電(dian)(dian)子(zi)束法(fa)（EBDC）是利(li)用電(dian)(dian)子(zi)加速(su)器獲(huo)得高能電(dian)(dian)子(zi)束；脈(mo)沖電(dian)(dian)暈等(deng)離子(zi)法(fa)（PPCP）利(li)用脈(mo)沖電(dian)(dian)暈放電(dian)(dian)獲(huo)得活(huo)(huo)化(hua)電(dian)(dian)子(zi)。該法(fa)必(bi)須有NH3存(cun)在(zai)才有效，經濟(ji)成(cheng)本高。
3.4 生物法：適宜的(de)脫氮菌在有外加(jia)碳源的(de)情況下，以NOx作為氮源，將其還原(yuan)成無害的(de)
N2，而脫氮菌本生獲得繁殖。