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    一氧化碳气体具有无色、无臭、化学性子稳固等特征，对大气情形造成污染，危害着人类的康健
。在工业生产中，一氧化碳是工业窑炉生产中主要的污染物之一
。在水泥窑烧成工艺，一氧化碳主要排放点在烧成窑尾，通过水泥窑尾烟囱倾轧
。水泥行业通常接纳的替换燃料手艺、低氮燃烧手艺等，对一氧化碳排放的控制要求较量严酷
。接纳SCR脱销手艺团结一氧化碳催化剂，通过适当刷新实现一氧化碳催化反应的扩容
。本文团结目今水泥窑尾环保治理工艺，选定接纳一氧化碳催化剂作为水泥窑尾烟气一氧化碳治理手艺路径，对水泥窑尾烟气一氧化碳治理手艺举行探讨
。

    一氧化碳治理手艺的偏向有三个：源头控制、历程减排和最后治理
。源头控制是从原质料的结构、优化手艺生产等方面来实现镌汰碳用量，镌汰一氧化碳爆发量
。这项手艺在水泥行业生长迅速，如替换燃料手艺
。历程控制减排手艺，主要从燃烧制度、历程组分控制等方面控制一氧化碳排放，如低氮燃烧器和低氮燃烧手艺等
。

    目今的替换燃料和低氮燃烧手艺的应用起点中，一氧化碳的控制仅是次要因素
。一氧化碳的排放控制仍需最后治理手艺的支持
。水泥回转窑一氧化碳的治理，不但是环保的需要，更是实现“碳中和”和“碳达峰”的主要影响因素
。

    1、水泥窑烟气一氧化碳的泉源与排放现状

    水泥窑一氧化碳的泉源主要来自于两类：一类为水泥烧成和工艺控制需要，在剖析炉及回转窑内接纳缺氧不完全燃烧爆发的一氧化碳
。如低氮燃烧器、分级燃烧手艺、外挂脱硝炉等维持还原气氛来还原氮氧化物（NOx），从而降低氮氧化物本底浓度，后续一氧化碳未被充分燃尽致使其经烟气倾轧
。另外一类为质料中的有机化合物在预热器阶段剖析爆发的一氧化碳
。好比黏土、一些有热值的替换质料（煤矸石、粉煤灰、气化渣等），因其含有有机碳化合物，在预热器350℃~600 ℃阶段会剖析爆发一氧化碳
。

    据调研，水泥窑尾一氧化碳的排放浓度可达300~5000mg/Nm?，部学生产线甚至更高
。关于接纳低氮燃烧手艺的生产线，一氧化碳的控制是要害的操作要求
。

水泥窑窑尾烟囱一氧化碳排放浓度

    在水泥窑一氧化碳排放浓度下，最后控制手艺将是包管一氧化碳排放的须要步伐
。海内对水泥一氧化碳排放的标准，最早可追溯到2002年河北地方标准《牢靠污染源一氧化碳排放标准》中要求一氧化碳排放浓度≤2000mg/Nm?
。近期一部分地方环保主管部分提出了越发严酷的控制标准，好比2021年淄博市水泥行业超低排放刷新实验计划中明确要求一氧化碳排放浓度不高于300mg/Nm?
。随着环保政策的生长，一氧化碳的排放指标或将进一步加严，探讨一氧化碳最后治理手艺具有现实意义
。

    2、一氧化碳最后治理手艺的可行性剖析

    目今可用的一氧化碳最后处置惩罚手艺主要有溶液吸收法、深冷疏散法、吸附法、氧化法、催化氧化法等
。

    溶液吸收法

    工艺原理：使用吸收剂对一氧化碳举行吸收，形成络合物，并通过溶液升温剖析出一氧化碳，实现一氧化碳减排
。当吸收剂接纳氯化铜和磷酸衍生物的消融于芳香烃的吸收液，对一氧化碳选择性和耐水性较好，一氧化碳的接纳率可达99.5%
。

    优弱点：溶液吸收历程是化学络合反应，水泥行业在吸收二氧化碳中接纳类似的工艺
。由于一氧化碳在烟气中的量相比二氧化碳要少，接纳吸收法经济性太差
。

    深冷疏散法

    工艺原理：将混淆气体温度降低至-165℃以下实现液化，依赖各组分沸点差别实现低温分馏
。

    优弱点：该要领无法有用疏散一氧化碳和二氧化氮，处置惩罚本钱高，无法顺应水泥烟气大宇量和组分重大的特征
。

    吸附法

    工艺原理：使用固体吸附剂对差别气体的吸附性能和数值随压力（或温度）转变而转变的特征，通过加压（或常温）吸附气体组分，通过减压（或升温）脱附再生，实现混淆气体的疏散和净化
。现在常见的固体吸附剂有沸石分子筛、活性炭、活性氧化铝和硅胶等
。

    优弱点：现在我国钢铁烧结烟气有接纳活性炭、活性焦吸附二氧化硫和氮氧化合物的手艺应用案例，但投资和运行本钱远远高于其它处置惩罚工艺
。如接纳这种工艺处置惩罚吸附一氧化碳，其投资、运行本钱难以被客户接受，并且还保存一氧化碳、二氧化氯、氮氧化合物等多种污染物滋扰的问题
。

    氧化法

    工艺原理：氧化法包括强氧化剂氧化法和直接燃烧氧化法
。强氧化剂氧化可以用臭氧，直接燃烧氧化需要在一定的温度下举行，浓度过低需通过吸附等要领举行浓缩
。

    优弱点：水泥窑尾烟气温度和一氧化碳浓度无法抵达直接燃烧氧化的条件，如接纳臭氧氧化，其臭氧制备的本钱也很高
。

    催化氧化法

    工艺原理：通过催化剂的作用，降低一氧化碳的氧化条件，实现在一定温度和低浓度条件下一氧化碳的氧化反应
。

    优弱点：目今催化剂在180℃~400℃规模内对一氧化碳氧化效率可抵达85%以上，现在已有一氧化碳催化剂在烧结烟气上应用的案例
。

    通过上面的要领可以看出，催化氧化法更顺应于水泥窑尾烟气的一氧化碳治理
。其余最后治理手艺在可行性和本钱上保存问题
。目今一氧化碳催化剂处于应用初期，保存使用寿命和工况影响的问题
。信托随着一氧化碳催化剂的研究，将会更好地适用于水泥窑尾烟气工况
。为此有须要剖析研究一氧化碳催化剂同目今主流的水泥超低排松手艺路径的工艺流程团结的工艺手艺
。

    3、一氧化碳催化剂可行工艺剖析

    近年来，诸多科研机构加大了对一氧化碳催化氧化剂的研究，以寻找到高活性、高抗硫性、抗水性和本钱低廉的催化剂质料，实现一氧化碳催化剂高效长寿命低本钱的应用目的
。现在，一氧化碳氧化催化剂包括贵金属和非贵金属两类，贵金属一氧化碳催化剂的活性元素为金（Au）、铂（Pt）、铅（Pb）、铹（Rh）等；非贵金属的活性元素有铜（Cu）、钴（Co）和锰（Mn）等
。从现在果真的研究效果看，通过寻找高负载氧化物、刷新载体形貌、优化载体外貌性能和改变活性组分相互作用来提升催化剂性能
。一氧化碳催化氧化剂到了一连刷新和工业应用的初级阶段，团结现有水泥窑尾环保治理手艺的应用，对一氧化碳催化氧化最后工艺的手艺剖析可更好地增进后续手艺应用
。

    （1）目今水泥窑尾烟气超低排放刷新的主流工艺

    现在，水泥窑尾烟气超低排放刷新的手艺路径主要包括：高温高尘SCR脱硝+布袋除尘+湿法脱硫、高温中尘SCR脱硝+布袋除尘+湿法脱硫、中低温中尘SCR+布袋除尘器等工艺路径
。其中，水泥行业的高温SCR是指催化剂使用温度在280℃~330℃之间，中低温SCR是指催化剂使用温度在180℃~220℃之间
。水泥窑窑尾SCR脱硝反应安排位置的温度窗口和烟气组分条件，有利于统一氧化碳催化剂的功效团结
。一氧化碳催化剂同SCR脱硝催化剂/反应器的团结，具有镌汰投资本钱、镌汰施工时间的优势，是较为理想的手艺应用扩展
。

    （2）一氧化碳催化剂同SCR脱硝反应器相团结的计划剖析

    一氧化碳催化剂同SCR脱硝反应器的团结可分为催化剂功效复合（即同时催化反应CO和NOx的双催化剂）和催化剂安排团结两种方法
。凭证已知研究批注，通例的SCR脱硝催化剂对一氧化碳的氧化效率很弱，试验中发明一氧化碳、NOx的双催化剂会降低SCR的脱硝反应效率，坚持一律脱硝效率需降低空速；双催化剂的配方将导致催化剂制品率较大幅度地下降，增添催化剂的生产本钱，倒运于产品推广应用，后续仍需进一步研究
。一氧化碳催化剂和SCR催化剂通过安排的形式实现功效耦合，是目今较量可行的团结形式
。

CO与NOx双催化原理

复合金属CO氧化催化剂的转化性能

    凭证超低排放刷新的手艺路径剖析，一氧化碳催化剂同SCR催化剂可形成前置安排、后置安排、垒跺安排和单独安排等形式，下面是这几种安排的比照剖析
。

    前置安排指一氧化碳催化剂安排于SCR烟气流向的前端或SCR顶部的预留层上，一氧化碳氧化后直接进入SCR，可使用一氧化碳催化升温的效果，包管SCR催化剂的运行
。一氧化碳催化剂安排于前段受前序烟气中粉尘、水、有机物、硫氧化物、CH离子等影响，并对喷入的氨气耗量有影响
。适用于配套中尘SCR脱硝工艺，降低粉尘对一氧化碳反应效率的影响
。

    后置安排是指CO催化剂安排于SCR催化剂的后部或底部预留层，对SCR反应无影响，一氧化碳催化剂反应升温后，对后续系统有影响，可适用于现有SCR脱硝路径的安排场景
。

    垒跺安排指在已有的SCR催化剂上面或下面垒跺催化剂，实现一氧化碳和NOx的同步催化反应的目的
。两种催化剂保存孔差池位、催化剂整体高度增高的问题
。一氧化碳升温氧化不集中，有利于系统温度均布，垒跺一氧化碳催化剂时，会使SCR氨耗量增添
。

    单独安排是指在现有的SCR反应器的前端或后端位置自力安排一氧化碳催化氧化反应器，实现一氧化碳催化氧化减排的目的
。这种安排是一氧化碳催化氧化反应器和SCR脱硝反应器串联，未来也会安排在布袋除尘器出口的位置
。但这种安排方法是温度偏低，需研发配套的低温一氧化碳催化剂
。

CO催化剂在SCR反应器内的安排形式

    经以上剖析，一氧化碳催化剂在工艺安排上可友好地在SCR反应器上扩展
。同时研发中也需针对水泥窑尾烟气的工况，特殊是协同处置惩罚固危废、使用替换原燃料的水泥生产线重大烟气，要研究合理的催化剂配方以知足使用要求
。随着一氧化碳催化剂研发一连推进，将更顺应于水泥窑尾的重大工况条件，一氧化碳催化剂的性能将逐步稳固，催化剂的使用寿命也将大大提升
。关于一氧化碳浓度在3000mg/Nm?以上的烟气，一氧化碳催化剂催化氧化效率若稳固凌驾90%，减排效果显著，同时也为后续二氧化碳捕集创立更好的条件
。

    4、总结

    通过对水泥窑尾一氧化碳排放现状的相识和一氧化碳最后控制手艺的比照，一氧化碳催化氧化剂研究现状及可行安排工艺的剖析，得出以下结论：

    （1）水泥窑尾烟气一氧化碳治理上，源头控制和历程减排是要害
。目今低氮燃烧、替换燃料等手艺需增强对CO排放浓度的控制
。一氧化碳最后治理手艺是包管一氧化碳排放浓度的有力步伐，是一氧化碳低浓度排放的最终包管步伐
。 

    （2）在可行的一氧化碳最后治理手艺中，一氧化碳催化氧化计划具有较强的优势
。催化氧化计划同目今水泥窑尾污染物超低排放的工艺路径可友好地嫁接和扩展，在实现氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）减排的同时，实现节能降耗的效果
。

    （3）一氧化碳催化剂在同SCR脱硝反应器的工艺团结上，可接纳前置安排、后置安排、垒跺安排、单独安排中的简单或混淆的方法，可适用于差别工艺工况下的扩容刷新
。

    （4）目今一氧化碳催化剂是制约工艺应用的要害
。陪统一氧化碳催化剂研发希望，水泥窑尾烟气一氧化碳催化氧化应用必将是一氧化碳最后治理的主流手艺
。

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