TiO2与Al2O3载体对V基催化剂脱硝活性影响的研究(3)
反应基本方程式：
4NH3+4NO+O2→N2+6H2O
4NH3+6NO→5N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
由此可知，在反应过程中，NH3没有被O2氧化，而是选择性地和NO或NO2反应生成N2和H2O，因此该反应被称为“选择性催化还原”。
SCR反应也可以使用不同的还原剂进行脱硝，但在这些催化剂中，氨是吸附性最强的还原剂，原因在于它自身的碱性，而其它大多数催化剂表面表现为酸性性质。选择氨作为还原剂，表现为催化剂吸附氨，并与气相的NOx发生反应[5]，因此目前SCR工艺大多数选择以NH3作为还原剂。
1.1.3 选择性催化还原（SCR）工艺流程布置
图1.1 SCR工艺流程布置方案图
SCR：SCR反应器；AH：空气预热器；ESP：电除尘装置；GGD：气-气换热器；
FGD：脱SO2装置
将SCR技术应用于燃煤电厂主要采用将反应器置于锅炉之后的形式，图1.1是燃煤电厂的三种尾气处理布置方案。布置方案（a）的优点是催化剂在烟气温度在300 ℃~500 ℃之间时具有较高的活性，能获得良好的NOx净化效果。其缺点是由于处于高尘烟气中，飞灰中的K、Ca、Si、As等会导致催化剂污染中毒现象、催化剂磨损现象以及催化剂烧结现象，但综合考虑，这种工艺布置目前是在工业上应用最好的。布置方案（b）的优点是飞灰中的K、Ca、Si、As等催化剂不会对催化剂产生影响，缺点是需要采用高温电除尘装置来达到工艺要求，这在工业应用中是很难达到的，因此该工艺布置有很大的局限性。布置方案（c）将脱硝步骤布置于整个流程之后，目的是防止飞灰以及SO2等气态毒物的影响，而且方案（c）采用了普通常见的电除尘装置，操作比较简洁，然而现阶段SCR催化剂在150 ℃左右活性不高，因此需要将温度升高到催化剂的合适温度，这就导致要消耗大量能量[6]，并且该工艺流程中水蒸气含量大，SCR催化剂易失活，所以该布置方案还未应用于工业化。
1.1.4 国内外SCR应用情况
SCR技术首先是由美国Eegelhard公司发明，并于1959年申请专利，然而对这种方法正式投入工业化是日本在1977年实现的。随后，SCR技术在工业领域迅速得到应用，尤其是在日本、欧美等发达国家的电厂。目前，这项技术在发达国家已得到广泛应用，日本、欧美等发达国家在燃煤电厂NOx排放控制方面已达到世界先进水平。数据显示，在发达国家，燃煤电厂操作人员对运行情况表示满意，设备运行可靠，由此可见，国外对于SCR技术的应用已颇为成熟[7]。
我国在NOx排放控制方面还处于刚刚起步的阶段，SCR脱硝技术还不完善，虽然已有一些电厂配套了SCR脱硝系统，但SCR装置在国内电厂还未得到广泛应用。如福建后石电厂600 MW机组最早应用于生产的脱硝系统是炉内脱氮与烟气脱氮相结合的SCR工艺装置；而例如广东国华台山等一系列已建好的和正在建设中的燃煤电厂采用的大多是SCR脱硝系统，其要求脱硝系统投入运行后，NOx的转化率稳定在85%以上[7]。SCR技术现已成为燃煤电厂处理烟气的必要脱硝系统，但在我国，脱硝设备主要依靠进口，我们只是处于引进、消化吸收和初步应用的阶段，所以要想在脱硝领域取得巨大进步，企业研发及创新技术水平都需要提高，这对我国脱硝行业具有重大意义。
1.2 SCR催化剂研究进展
目前，SCR催化剂研究主要集中在电厂脱硝的低温型催化剂，而实际应用主要集中在中温型。 SCR脱硝催化剂的研究类型主要包括贵金属催化剂[8]~[12]、金属氧化物催化剂、分子筛催化剂以及碳基材料催化剂，各类型SCR催化剂的研究情况如下：
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