·1106· 北京科技大学学报 第34卷 (a) (b) 01s Mn2p32 ：8%Ce1.0)-Mn0/AGFN OB 8%Ce(1.0)-MnO/ACFN 香 8Ce(0.4)-Mno /ACFN 8%Ce(0.4)-MnO /ACFN 8%MnO /ACFN 8%MnO/ACFN 660 655 650 645 640 540 538 536 534532 530 528526 结合能leV 结合能eV 图6催化剂的XPS谱.(a)Mn2p:(b)01s Fig.6 XPS of catalysts:(a)Mn2p:(b)0ls 2.3操作条件对脱硝效率的影响 说明低温SCR过程中促进NO氧化为NO,尤为重 2.3.1入口烟气NH/NO摩尔比对脱硝效率的 要，而ACF本身对于NO就有一定的催化氧化能 影响 力，在这方面ACF是优于其他催化剂载体的：随着 其他条件不变，不同烟气温度下(70、90和 NH3NO的增加，脱硝效率势必升高，但由于NO2/ 110℃)，脱硝效率与入口烟气NH3N0摩尔比的关 NH降低，NH的利用率出现了不同程度的降低，降 系如图7所示.从图7中可以看到：当NH3/NO为 低程度与不同条件下催化剂的活性都有一定关系； 0.2时，在70、90和110℃条件下脱硝效率几乎相 当NH/NO增加到一定程度时，NH的量不再是制 同，约为20%，随着NH/N0增加，脱硝效率呈上升 约脱硝效率的主要因素，故继续增加NH3NO脱硝 趋势：当NH3/N0达到0.8后，70℃条件下的脱硝 效率基本不变或增加缓慢.在本次实验中，考虑到 效率变化不大，稳定在50%：当NH/N0达到1时， 脱硝效率，最佳NH3/NO取1；而在实际工程中，可 90℃和110℃条件下脱硝效率分别达到80%和 以根据工艺要求调整NHNO,同时要防止氨逃逸. 90%,继续增加NH/N0脱硝效率增加缓慢.这是 2.3.2入口烟气水蒸气体积分数对脱硝效率的 因为在低温条件下，NH,与NO,催化还原反应的难 影响 度远远小于NO,在反应的第一段部分NO经过催化 其他条件不变，不同烟气温度(70、90和 氧化过程转化为一定量的NO2:当NH3/NO较低时， 110℃)下，脱硝效率与入口烟气水蒸气体积分数的 NO2INH较高，有利于SCR反应，NH,利用率较高； 关系如图8所示.从图8中可以看到：水蒸气体积 在NH3/N0为0.2时，虽然脱硝效率只有20%，但 分数低于6%时，脱硝效率变化不大：继续增加水蒸 NH的利用率非常高，70℃条件下都接近90%，这 气体积分数，脱硝效率出现不同程度的降低，在70、 100 90和110℃条件下脱硝效率出现明显降低，对应的 90 ◆70℃ 水蒸气体积分数分别是8%、8%和10%.这是因为 80 -90℃ +女110℃ 70 水蒸气在ACF为载体的低温SCR反应中会与其他 腰60 反应气体构成竞争吸附的关系，从而减少催化剂与 50 反应气体的接触机会.在本实验条件下ACF对反 40 应气体的吸附主要是物理吸附，水基本不参与吸附 30 20 过程，所以水蒸气体积分数的增加不会提高脱硝效 0.40.60.81.01.21.4 率；相反随着水蒸气加入量的加大，竞争吸附的作用 入口烟气NHNO摩尔比 越来越明显，烟气温度越低时局部水蒸气集中甚至 图7不同温度下脱硝效率与入口烟气NH:/NO摩尔比的关系 出现凝结的可能性越大，水蒸气的凝结会导致催化 Fig.7 Effect of NH /NO molar ratio in the inlet flue gas on the 剂失活，显然水蒸气体积分数越高可能导致催化剂 denitrification efficiency at different temperatures 失活的面积越大，故脱硝效率会持续下降.另外实北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 6 催化剂的 XPS 谱． ( a) Mn2p; ( b) O1s Fig． 6 XPS of catalysts: ( a) Mn2p; ( b) O1s 2. 3 操作条件对脱硝效率的影响 2. 3. 1 入口 烟 气 NH3 /NO 摩尔比对脱硝效率的 影响 图 7 不同温度下脱硝效率与入口烟气 NH3 /NO 摩尔比的关系 Fig． 7 Effect of NH3 /NO molar ratio in the inlet flue gas on the denitrification efficiency at different temperatures 其他条 件 不 变，不同烟气温度下 ( 70、90 和 110 ℃ ) ，脱硝效率与入口烟气 NH3 /NO 摩尔比的关 系如图 7 所示． 从图 7 中可以看到: 当 NH3 /NO 为 0. 2 时，在 70、90 和 110 ℃ 条件下脱硝效率几乎相 同，约为 20% ，随着 NH3 /NO 增加，脱硝效率呈上升 趋势; 当 NH3 /NO 达到 0. 8 后，70 ℃ 条件下的脱硝 效率变化不大，稳定在 50% ; 当 NH3 /NO 达到 1 时， 90 ℃ 和 110 ℃ 条件下脱硝效率分别达到 80% 和 90% ，继续增加 NH3 /NO 脱硝效率增加缓慢． 这是 因为在低温条件下，NH3 与 NO2 催化还原反应的难 度远远小于 NO，在反应的第一段部分 NO 经过催化 氧化过程转化为一定量的 NO2 ; 当 NH3 /NO 较低时， NO2 /NH3较高，有利于 SCR 反应，NH3利用率较高; 在 NH3 /NO 为 0. 2 时，虽然脱硝效率只有 20% ，但 NH3的利用率非常高，70 ℃ 条件下都接近 90% ，这 说明低温 SCR 过程中促进 NO 氧化为 NO2 尤为重 要，而 ACF 本身对于 NO 就有一定的催化氧化能 力，在这方面 ACF 是优于其他催化剂载体的; 随着 NH3 /NO 的增加，脱硝效率势必升高，但由于 NO2 / NH3降低，NH3的利用率出现了不同程度的降低，降 低程度与不同条件下催化剂的活性都有一定关系; 当 NH3 /NO 增加到一定程度时，NH3 的量不再是制 约脱硝效率的主要因素，故继续增加 NH3 /NO 脱硝 效率基本不变或增加缓慢． 在本次实验中，考虑到 脱硝效率，最佳 NH3 /NO 取 1; 而在实际工程中，可 以根据工艺要求调整 NH3 /NO，同时要防止氨逃逸． 2. 3. 2 入口烟气水蒸气体积分数对脱硝效率的 影响 其 他 条 件 不 变，不 同 烟 气 温 度 ( 70、90 和 110 ℃) 下，脱硝效率与入口烟气水蒸气体积分数的 关系如图 8 所示． 从图 8 中可以看到: 水蒸气体积 分数低于 6% 时，脱硝效率变化不大; 继续增加水蒸 气体积分数，脱硝效率出现不同程度的降低，在 70、 90 和 110 ℃ 条件下脱硝效率出现明显降低，对应的 水蒸气体积分数分别是 8% 、8% 和 10% ． 这是因为 水蒸气在 ACF 为载体的低温 SCR 反应中会与其他 反应气体构成竞争吸附的关系，从而减少催化剂与 反应气体的接触机会． 在本实验条件下 ACF 对反 应气体的吸附主要是物理吸附，水基本不参与吸附 过程，所以水蒸气体积分数的增加不会提高脱硝效 率; 相反随着水蒸气加入量的加大，竞争吸附的作用 越来越明显，烟气温度越低时局部水蒸气集中甚至 出现凝结的可能性越大，水蒸气的凝结会导致催化 剂失活，显然水蒸气体积分数越高可能导致催化剂 失活的面积越大，故脱硝效率会持续下降． 另外实 ·1106·