稀土催化在烟气脱硫脱氮方面的研究及应用
NOx 和SO2 是大气中的主要污染物，来源于钢铁、火力发电、水泥、燃煤锅炉等生产中产生的废气和各种车辆的发动机排气。由此而形成的酸雨和光化学烟雾，给环境和人体健康带来严重影响。中国的空气污染主要是由于大量煤燃烧产生的，污染物的排放总是处于较高水平，现中国每年排放的SO2 和NOx 分别为770 万t 和2 400 万t，居世界首位，酸雨地区已占全国国土面积的1/3。因此，解决燃煤烟道气的脱硫脱氮问题已成为研究的热点。研究显示，稀土催化材料在烟气脱硫脱氮过程中显示出独特的吸收和催化性能。含铈铝酸镁尖晶石，是脱除催化裂化烟道气中SO2 的最有效催化剂。这种催化剂系列在SO2 中抗硫中毒性强，对CO 还原NOx 的反应具有明显的活性，可以有效地同时控制烟道气中SO2 和NOx 的排放量，但是要处理反应放出来的H2S。稀土氧化物催化还原脱除烟气中的SO2 所涉及的催化剂主要有钙钛矿型稀土复合氧化物、荧石型稀土复（混）合氧化物，以及其他稀土氧化物等。CO 还原法的优点是可以回收元素硫，还原剂CO 的来源方便，通常还存在于烟气中，可以从根本上控制SO2 所带来的污染，具有工业化前景。日本用稀土进行煤的催化气化研究，用硝酸镧、硝酸铈、硝酸钐负载在原煤上，气化率比过去用硝酸钠明显提高。刘勇健等采用稀土型（主要为镧和铈）脱硫剂对模拟烟道气进行脱硫实验，发现稀土型脱硫剂发生脱硫反应的温度区间较宽，为150～200 ℃，与实际烟道气温度（160 ℃）比较吻合，而且脱硫率可达90%左右，脱硫剂也可以再生重复使用，所以该稀土型脱硫剂适用于烟道气中SO2 的脱除。
目前，烟气脱硫脱氮的方法有很多，按脱除产物的干湿动态可分为湿法、半干法、干法。近年来联合脱硫脱氮技术是燃料气治理技术的发展方向之一。陈立杰等研制出了以普通煤为主要原料，加入一定量金属氧化物制成改性煤质活性焦，针对大气中的污染物SO2 和NOX 进行了脱硫脱氮性能研究，效率和性
能均表现良好。
中国SO2 排放得到一定程度的控制，但NOx 排放量却在快速增加。人们希望在脱硫的同时能够脱除NOX。因此，开发研究联合脱硫脱氮新技术新设备，已成为烟气净化技术发展的总趋势。目前许多国家都在开展这类研究，并取得了较大进展。如SO2 氧化结合选择性催化还原NOX 一体化技术、再生式脱除NOx 和SO2 的化学技术、等离子体烟气脱硫脱氮技术、烟气中NOx 和SO2 催化消除技术等脱硫脱氮一体化技术研究，已取得了一定的进展。德国Bergbau- Forschung 公司开发出活性炭联合脱硫脱氮法，脱硫率可达98%，脱氮率达80%，并且能除去废气中的HCl、HF、砷、硒、汞等有害物质。Lurgi Gmbh 研究开发烟气循环流化床（CFB）脱硫脱氮技术，在德国的工业应用表明，在Ca/S 比为1.2～1.5，NH3/NOx 比为0.7～1.03 时，脱硫率为97%，脱氮率为88%。Xu Guangwen 研究提出粉粒流化床（PPFB）脱硫脱氮技术，在一定条件下脱硫率超过90%，脱氮率超过80%。用天然矿物水滑石（Hydrotalcites）制得的Co/Mg/Al 和Cu/Mg/Al 催化剂，在联合脱硫脱氮中相当有效。A E Palomaves 进行了有关催化活性实验，结果表明，当O2 体积分数>1%, 温度为750 ℃时，这2 种催化剂是能同时去除NOx 和SO2 的完美催化剂，脱氮率几乎可达100%，脱硫率可达88%，Co 基催化剂的效果比Cu 基催化剂要好。但氧气浓度高时，催化活性可能消失。
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