國(guó)外文獻(xiàn)[5]用共沉淀法制備了M-Mg-Al的水滑石（其中 M=Cu2+,Co2+和Cu2++Co2+）催化劑，比較了它們的混合催化特性。研究結(jié)果表明：Cu-Mg-Al＞Cu-Co-Mg-Al＞Co-Mg-Al，其中Cu-Mg-Al在溫度為200～250 ℃范圍內(nèi)表現(xiàn)出80%～ 95%的脫硝效率，但該文獻(xiàn)對(duì)煙氣中存在的SO2和水蒸汽的影響沒(méi)有深入討論。

        國(guó)外文獻(xiàn)[6]報(bào)道了MCr2O4 (M =Mg, Zn, Fe, Co, Ni, Cu) 的催化劑，在250 ℃左右能達(dá)到60%以上的脫硝效率。錳（Mn）被認(rèn)為具有非常突出的低溫催化特性。國(guó)外文獻(xiàn)[7]報(bào)道的錳的復(fù)合型催化劑Mn-Ce-Ox是目前報(bào)道的低溫SCR催化劑中活性最高的催化劑，實(shí)驗(yàn)研究表明在 Mn/(Mn+Ce)的比例為0.3時(shí)，該催化劑在低溫下（120 ℃）和很高的流速下保持近乎100%的脫硝效率。研究結(jié)果表明，復(fù)合型的催化劑比任何一種單一組分的效果都好。

        在中溫情況下（300～400 ℃），釩的氧化物對(duì)NO的催化轉(zhuǎn)化率較高，但容易把煙氣中的二氧化硫氧化形成三氧化硫，再與氨反應(yīng)形成硫氨化合物，粘附在催化劑表面使催化劑中毒，所以商業(yè)的中溫SCR催化劑V2O5-WO3 (MoO3)/TiO2 中往往控制V2O5含量。但最近公布的研究資料表明，在低溫的SCR系統(tǒng)中，釩的氧化物不僅具有一定的脫硝效率，而且對(duì)于低濃度的SO2具有較好的抗毒作用，這可能是低溫下釩對(duì)二氧化硫氧化率比較低。國(guó)外文獻(xiàn)[8]證實(shí)了負(fù)載在炭-陶瓷載體上的釩具有較好的低溫特性，同時(shí)該催化劑對(duì)二氧化硫的抗毒能力大于目前報(bào)道的錳的催化劑。但煙氣中存在的水蒸汽對(duì)該催化劑還是稍微有影響，研究結(jié)果表明，水蒸汽對(duì)它的影響主要是水蒸汽分子吸附在催化劑表面，造成了對(duì) NO吸附量的減少。國(guó)外文獻(xiàn)[9]報(bào)道了在蜂窩載體上負(fù)載碳材料，再在碳材料上負(fù)載V催化劑，進(jìn)行了低溫SCR特性研究，在150 ℃溫度下得到了59.8%～72.1%的脫硝效率，在180 ℃溫度下得到68%～78.6%的脫硝效率。

        國(guó)內(nèi)中國(guó)科學(xué)院山西煤化學(xué)研究所也對(duì)負(fù)載在炭蜂窩載體上的V2O5進(jìn)行研究，在200 ℃溫度下，該催化劑不僅具有一定的脫硝效果，而且同時(shí)具有抗SO2毒害的性能[10～12]。文獻(xiàn)[13～14]報(bào)道了在絲光沸石與分子篩上負(fù)載Ce催化劑，不僅得到比較高的脫硝效率，而且可以把沒(méi)有反應(yīng)完全的NH3轉(zhuǎn)化為N2，減少了NH3的二次泄漏。

        南開(kāi)大學(xué)環(huán)境學(xué)院最近以炭材料為載體，在實(shí)驗(yàn)室下合成了以Mn、V和Ce構(gòu)成的復(fù)合氧化物為催化劑，在低溫下具有較高的脫硝效率，同時(shí)對(duì)煙氣中存在的二氧化硫具有一定的抵抗能力。開(kāi)發(fā)具有工程實(shí)用性的低溫SCR催化劑和載體仍然需要進(jìn)一步研究。

        2.2 低溫SCR 工程應(yīng)用

        (1) 催化劑選擇和催化劑典型設(shè)計(jì)參數(shù)

        催化劑的選擇是SCR工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，因?yàn)榇呋瘎┬褪胶吞砑恿颗c脫硝效率及脫硝投資有著很大的關(guān)系。不同的催化劑或不同配比的催化劑其脫硝效率、選擇性、對(duì)SO2氧化率、自身物化特性、使用溫度、穩(wěn)定性、使用壽命等都有很大不同。因此，催化劑的選擇是關(guān)系到脫硝效率及投資、運(yùn)行的關(guān)鍵所在。工程實(shí)際選擇時(shí)，應(yīng)依據(jù)所使用的煙氣狀況、脫硝效率、投資額度等相關(guān)要求，在充分評(píng)價(jià)與論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理選擇。

        在工業(yè)生產(chǎn)中，催化劑的設(shè)計(jì)主要涉及到的是催化劑支撐材料和活性材料的配比、催化劑的基本型式和尺寸等。既要考慮到如何發(fā)揮催化劑的最大效率和盡可能地延長(zhǎng)使用壽命，減少氣體的壓降和催化劑的阻塞，同時(shí)又要兼顧到具體使用場(chǎng)地的具體條件。下表為日本觸媒的催化劑的一些基本規(guī)格參數(shù)和適用工況。

        低溫SCR可以用蜂窩狀碳材料為載體，上面再負(fù)載低溫型的催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。碳材料載體的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是低溫SCR的關(guān)鍵。

        (2) 低溫SCR 反應(yīng)器設(shè)計(jì)和布置

        低溫SCR系統(tǒng)在電廠中的布置一般采用的是尾部布置，反應(yīng)器內(nèi)催化劑的填裝也可以采用傳統(tǒng)的的2+1 設(shè)計(jì)模式（見(jiàn)圖2）。即：反應(yīng)器具有三層催化劑的總添加容量，在初期運(yùn)行先添加兩層催化劑預(yù)留一個(gè)催化劑添加位，當(dāng)催化劑活性降低，尾部NOx 監(jiān)測(cè)顯示超出允許排放范圍時(shí)，再添加第三層，從而充分有效地利用催化劑，使系統(tǒng)保證運(yùn)行效率同時(shí)減少運(yùn)行成本。催化劑層上安置吹灰器，目前采用的吹灰方式大多是高壓蒸汽吹灰，也可以采用先進(jìn)的超聲波吹灰器以減少對(duì)催化劑本身的影響。在煙氣的進(jìn)口百葉窗對(duì)煙氣流量進(jìn)行調(diào)整和控制，保證催化劑的利用率。在反應(yīng)器的進(jìn)氣和出氣管道間安設(shè)旁路，從而保證SCR 反應(yīng)器在鍋爐運(yùn)行時(shí)進(jìn)行必要的催化劑更換和故障檢修。