電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、焚燒爐、燃?xì)廨啓C(jī)等的煙氣會向環(huán)境排放NO和NO2等氮氧化物(通稱為“NOx”),因其對人體有害、引發(fā)酸雨、并且是光化學(xué)煙霧的重要產(chǎn)生原因,NOx的排放受到越來越嚴(yán)格的限制,現(xiàn)有控制NOx排放的技術(shù)主要有三種:
1)分級燃燒,實施方式包括低NOx燃燒器(LNB)和燃料再燃。但分級燃燒技術(shù)對NOx的生成和排放控制有一定限度,LNB一般只有30-50%的效率,再燃的效率約為50-60%,單采用分級燃燒難以達(dá)到NOx的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。
2)選擇性催化還原(SCR),即在催化劑表面、通過氨或尿素等含氮還原劑(N-agent)來還原NOx。一般SCR系統(tǒng)安裝在420℃左右的煙氣溫度范圍。雖然SCR系統(tǒng)能相對容易地實現(xiàn)80~90%的NOx降低率,但此方法存在的缺點是需要設(shè)置催化劑反應(yīng)塔、催化劑費用高、煙氣中導(dǎo)致催化劑失效的因素較多,燃煤時催化劑的使用壽命僅約為四年,而且失效的催化劑是危險固廢。
有報道在高氧量下用三聚氰酸(CYA)為脫硝還原劑,在15%的氧量下仍能還原NO,對煙氣中氧量的升高不敏感;但CYA的脫硝反應(yīng)會生成較多的N2O,同時CYA也存在較窄的溫度窗口限制(僅為650~800℃)(Siebers,D.L.and Caton,J.A.“Removal of NitricOxide from Exhaust Gas with CYA”,Combustion and Flame 79;31-46,1990)。因此尋找溫度窗口寬、原物質(zhì)或者分解產(chǎn)物的泄露可能性小、具有一定耐受氧量升高的能力的還原劑非常重要。