第九章第九章 环境催化环境催化机动车尾气净化机动车尾气净化排烟脱硫、脱氮排烟脱硫、脱氮催化燃烧催化燃烧CO2和氯氟烃的催化治理和氯氟烃的催化治理清洁燃料和环境友好催化清洁燃料和环境友好催化2021/6/41第一节第一节 机动车尾气净化机动车尾气净化1、汽油机尾气净化技术：、汽油机尾气净化技术：三效催化剂：同时催化转化三效催化剂：同时催化转化CO, HC和和NOx1). 三效催化剂尾气净化原理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 + H22021/6/421、汽油机尾气净化技术：、汽油机尾气净化技术：三效催化剂：同时催化转化三效催化剂：同时催化转化CO, HC和和NOx2). 三效催化剂组成三效催化剂组成Pd-Rh-Pt/g g-Al2O3/堇青石堇青石(Cordierite:镁铝硅酸盐镁铝硅酸盐)Pd, Pt：CO、HC氧化氧化Rh：NOx还原还原助剂：助剂：CeO2：储氧功能：储氧功能BaO：提高：提高g g-Al2O3热稳定性热稳定性2021/6/431、汽油机尾气净化技术：、汽油机尾气净化技术：三效催化剂：同时催化转化三效催化剂：同时催化转化CO, HC和和NOx3). 三效催化剂存在的问题三效催化剂存在的问题Pd-Rh-Pt成本高成本高贫燃贫燃 (lean burn)条件：条件：NOx还原效率低还原效率低低温活性差，冷启动过程尾气转化效率低低温活性差，冷启动过程尾气转化效率低2021/6/442、柴油机尾气净化技术：、柴油机尾气净化技术：特点：氧含量高，特点：氧含量高，NOx含量高含量高 有固液混合颗粒，含硫酸盐有固液混合颗粒，含硫酸盐处理方法：处理方法：催化催化NOx分解：分解： NOx N2 O2注入还原剂注入还原剂(柴油柴油)：耗油增加：耗油增加尚不够成熟尚不够成熟2021/6/45第二节第二节 排烟脱硫、脱氮排烟脱硫、脱氮1、NOx催化消除：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：使用条件：O2含量含量1300oC)，使N2氧化为NOx催化燃烧：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：催化燃烧催化剂：Pd(Pt)/Al2O3CuO, MnOx, CoOx复合氧化物2021/6/410CH4催化燃烧催化燃烧 + CH4重整重整 CH4部分氧化部分氧化CH4 O2 CO2 H2OCH4 CO2 CO H2CH4 H2O CO H2CH4 O2 CO H2CH4催化燃烧：催化燃烧：CombustionDry reformingSteam reformingPartial oxidation2021/6/411Langmuir-Hinshelwood (L-H)机理：双分子机理机理：双分子机理A * A*B * B*A* B*AB*AB*AB *Eley-Rideal(E-R)机理：单分子机理机理：单分子机理A * A*A* B AB*AB*AB *2021/6/412第四节第四节 CO2和氯氟烃催化治理和氯氟烃催化治理1、控制、控制CO2排放引起的温室效应：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、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2021/6/413第四节第四节 CO2和氯氟烃催化治理和氯氟烃催化治理2、氯氟烃、氯氟烃氟利昂制冷剂CFC11：CFCl3CFC- 12：CF2Cl2 替代品HCFC123：CHCl2CF3HFC- 134a：CH2FCF3 破坏臭氧层破坏臭氧层不会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含氢氟氯烃在到达臭氧层之前分解2021/6/414四氯化碳加氢脱氯反应路径示意图四氯化碳加氢脱氯反应路径示意图 CCl4治理治理2021/6/415第五节第五节 清洁燃料和环境友好催化清洁燃料和环境友好催化1、清洁汽油：、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、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2021/6/4163、绿色化学化工及环境友好催化剂、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的要求 清洁生产工艺清洁生产工艺 无毒无害中间产品；无废少废工艺；物料内部无毒无害中间产品；无废少废工艺；物料内部循环循环 清洁产品清洁产品 不破坏环境；不危害人体健康；便于回收、再生不破坏环境；不危害人体健康；便于回收、再生 清洁能源清洁能源例例:CH3-CH=CH2 + H2O2 CH3-CH-CH2TS-1O2021/6/417部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！