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1、第九章 环境催化,机动车尾气净化排烟脱硫、脱氮催化燃烧CO2和氯氟烃的催化治理清洁燃料和环境友好催化,第一节 机动车尾气净化,1、汽油机尾气净化技术：三效催化剂：同时催化转化CO,HC和NOx,1).三效催化剂尾气净化原理NO+CO N2+CO2NO+H2 N2+H2OCO+O2 CO2HC+O2 CO2+H2OCO+H2O CO2+H2,1、汽油机尾气净化技术：三效催化剂：同时催化转化CO,HC和NOx,2).三效催化剂组成Pd-Rh-Pt/g-Al2O3/堇青石(Cordierite:镁铝硅酸盐)Pd,Pt：CO、HC氧化Rh：NOx还原助剂：CeO2：储氧功能BaO：提高g-Al2O3热
2、稳定性,1、汽油机尾气净化技术：三效催化剂：同时催化转化CO,HC和NOx,3).三效催化剂存在的问题Pd-Rh-Pt成本高贫燃(lean burn)条件：NOx还原效率低低温活性差，冷启动过程尾气转化效率低,2、柴油机尾气净化技术：,特点：氧含量高，NOx含量高 有固液混合颗粒，含硫酸盐处理方法：催化NOx分解：NOx N2 O2注入还原剂(柴油)：耗油增加尚不够成熟,第二节 排烟脱硫、脱氮,1、NOx催化消除：,1).NH3为还原剂：V2O5/TiO2为催化剂4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O6NO2+8NH3 7N2+12H2O使用条件：O2含量 5%,选择性催化还原(SCR),第
3、二节 排烟脱硫、脱氮,1、NOx催化消除：,2).烃类为还原剂(低碳烷烃、烯烃)：Cu-ZSM-5为催化剂NO+O2+HC N2+CO2+H2O富O2条件下使用，无氧条件下无活性。,选择性催化还原(SCR),第二节 排烟脱硫、脱氮,2、SOx催化消除：,1).碱吸收Ca(OH)2+SO2 Ca(SO3).5H2O2).催化消除：V2O5为催化剂SO2 O2 SO3SO3 H2O H2SO4,第二节 排烟脱硫、脱氮,3、同时脱除NOx和SOx：,两段催化剂：先注入NH3，脱除NOx，再将SO2氧化为SO3，经水洗吸收。催化剂主要组分：V2O5,第三节 催化燃烧,火焰燃烧：,燃烧不完全：有CO生成
4、火焰温度高(1300oC)，使N2氧化为NOx,催化燃烧：,促进完全燃烧降低燃烧温度减少废气排放,催化燃烧催化剂：,Pd(Pt)/Al2O3CuO,MnOx,CoOx复合氧化物,CH4催化燃烧+CH4重整 CH4部分氧化,CH4 O2 CO2 H2OCH4 CO2 CO H2CH4 H2O CO H2,CH4 O2 CO H2,CH4催化燃烧：,Combustion,Dry reforming,Steam reforming,Partial oxidation,Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理：双分子机理,A*A*B*B*A*B*AB*AB*AB*,Eley-Rideal
5、(E-R)机理：单分子机理,A*A*A*B AB*AB*AB*,第四节 CO2和氯氟烃催化治理,1、控制CO2排放引起的温室效应：,减少排放：节能、使用不含碳能源循环利用：植物光合作用,2、氯氟烃,化学特性：稳定、无毒、不易燃烧用途：致冷剂、发泡剂、清洗剂危害：破坏臭氧层，造成地面紫外线增加治理：用含氢氟氯烃代替,含氢氟氯烃在到达臭氧层之前分解,第四节 CO2和氯氟烃催化治理,2、氯氟烃,氟利昂制冷剂CFC11：CFCl3CFC-12：CF2Cl2,替代品HCFC123：CHCl2CF3HFC-134a：CH2FCF3,破坏臭氧层,不会破坏臭氧层,含氢氟氯烃在到达臭氧层之前分解,四氯化碳加氢脱氯反应路径示意图,CCl4治理,第五节 清洁燃料和环境友好催化,1、清洁汽油：,烯烃、芳烃：高辛烷值汽油组分，但会造成积碳，尾气中CO、HC、NOx等污染物增加目标：降低烯烃、芳烃含量，避免辛烷值损失途径：选择性裂解使烯烃转化为C3=、C4=；烯烃与醇类醚化；芳烃抽提,2、清洁柴油,目标：脱硫、脱芳、减少异构、提高十六烷值工艺：加氢脱硫、加氢裂化,3、绿色化学化工及环境友好催化剂 清洁生产的要求 清洁生产工艺 无毒无害中间产品；无废少废工艺；物料内部循环 清洁产品 不破坏环境；不危害人体健康；便于回收、再生 清洁能源,例:CH3-CH=CH2+H2O2 CH3-CH-CH2,TS-1,O,
