正文
选择性催化还原法的原理是,在催化剂的作用下,使用可以与氮氧化物(主要是一氧化氮)发生还原反应、而不与其他气体发生反应的还原剂来生成氮气。最常用的还原剂是氨气,配合的催化剂是205号二氧化钛,整个反应过程在氧气充足的情况下进行。在氧化物质存在的条件下,只有选择性催化还原法能够有效地消除一氧化氮。
这种针对性地降低一氧化氮排放的方法,在理论情况下(氨气量选择非常精准、催化剂活性非常好),降低率可以达到九成。不过在实际情况中,由于氨气的控制量需要人工来操作,与理论值偏差量较大,导致氮氧化物的再生,实际降低量往往在七成左右,不过这仍然是一个非常可观的数字。
这种方法的优点还有环境温度控制很低、催化剂安全无危害、工作设备经久耐用等等。
它的缺点是:氨水对一般管道具有腐蚀性,所以采用该方法需要选择特别的管道,极大地增加了预算;氨水本身具有污染性,如果用量控制不当,产生的危害甚至不逊于氮氧化物;操作过程对工人的能力要求很高。
五、催化分解法
催化分解法的原理是通过选用有效的催化剂,使得一氧化氮可以分解成氮气加氧气。这种方法需要选择合适高效的催化剂,催化剂选择恰当,反应能够非常彻底地进行。
因此选择催化剂成为了这个方法的关键,常用的催化剂有金属氧化物、某些特殊复合氧化物以及特定条件下的分子筛等。
这种方法的优点是工作条件简单,投入成本低,前景被很多专家看好。这项技术已经被研究了很长时间,但科学家们对进展仍然不满意,原因是目前的催化剂效果不是很好,与理论要求还有不小的差距。
寻找更好更高效的催化剂已经成为现阶段催化分解法研究的重点,另外还可以期许有突破的地方是工艺过程可以得到改进,相信凭着工作者对这项方法的投入,将来一定会更加完善,并成为清除氮氧化物的最主流方法。
六、等离子体治理法
等离子体治理法的原理是通过使用电子加速器生成高能量电子束,直接射向锅炉排放的烟气,高能电子束和烟气中氧化气体反应,将气体中的氧分子和水分子分离和电解成不平衡状态的等离子体,此反应中能形成很多活性粒子,通过它们与有害气体发生反应,将气体中所含的氧去掉。这项技术虽然现在还不算非常成熟,但在世界各地都引起了广泛的重视,近年发展迅速。
这种方法的优点是不仅能去除氮氧化物,还能较好地清除其他有氧污染气体,各种气体的清除效率都能达到近九成。这种方法的缺点是效率不高,如果电子能量低于一定值,将不再具有分离和电解的能力,使反应趋于停止;设备造价较高且维护起来比较困难;设备需要占用较大面积,对于小工厂是个挑战,另外反应产生的辐射也没法挡住,会对周围的居民健康造成威胁。