利用不同的还原剂，在一定温度和催化剂的作用下将NO，还原为无害的氮气和水，通称为催化还原法。净化过程中，可依还原剂是否与气体中的氧气发生反应分为非选择性催化还原和选择性催化还原两类。

一、非选择性催化还原法

含NOx的气体，在一定温度和催化剂的作用下，与还原剂发生反应，其中的二氧化氮还原为氮气，同时还原剂与气体中的氧发生反应生成水和二氧化碳。还原剂有氢、甲烷、一氧化碳和低烃类化合物。在工业上可选用合成氨释放气、焦炉气、天然气、炼油厂尾气和气化石脑油等作为还原剂。一般将这些气体统称为燃料气。

(一）化学反应

H2+NO2→H2O+NO

2H2+0→2H2O

2H2+2NO→2H2O+N2

CH2+4NO2→CO2+4NO+2H2O

CH4+2O2→CO2+2H2O

CH4+4NO→CO2+2N2+2H2O

4CO+2NO2→N2+4CO2

2CO+O2→2CO2

2CO+2NO→N2+2CO2

反应的第一步将有色的no2还原为无色的NO，通常称为脱色反应，反应过程大量放热；后一步将no还原为N2，通常称为消除反应。消除反应比脱色反应和还原剂的氧化反应慢得多，因而必须用足够的还原剂，才能保证它的充分进行。工程上把还原剂的实际用量与理论计算量的比值（又称燃料比）控制在1.10~1.20的范围内，相应的净化率可达90%以上。

（二）催化剂

用贵金属铂、钯可作为非选择性催化还原的催化剂，通常以0.1%~1％的贵金属负载于氧化铝载体上。催化剂的还原活性随金属含量的增加而增加，以0.4％为宜。另外也可将铂或钯镀在镍合金上，制成波纹网，再卷成柱状蜂窝体。

(1）铂和钯的比较 低于500℃时，铂的活性优于钯，高于500℃时，钯的活性优于铂。钯催化剂的起燃温度低，价格又相对便宜，但对硫较敏感，高温易于氧化，因而它多用于硝酸尾气的净化，而对烟气等含硫化物气体的净化，则需预先脱硫。

(2）非贵金属催化剂 如25%CuO和CuCrO2，活性比铂催化剂低，但价廉。

(3）载体 常用氧化铝﹣氧化硅和氧化铝﹣氧化镁型。形状分球状、柱状、蜂窝状，在氧化铝表面镀上一层ThO2或ZrO2可提高载体的耐热、耐酸性。

（三）影响脱除效率的主要因素

(1）催化剂的活性 催化剂的活性是影响脱除效率的重要因素之一。要选用活性好、机械强度大、耐磨损的催化剂，并注意保持催化剂的活性，减少磨损，防止催化剂的中毒和积炭。减少磨损的方法是采取较低的气流速度，并尽量使气流稳定。防止中毒的办法是预先除去燃料气和废气中的硫、砷等有害杂质。防止积碳的办法是控制适当的燃料比，在燃料气中添加少量水蒸气也利于避免积碳。

(2）预热温度和反应温度 用不同的燃料气作还原剂时，其起燃温度不同，因而要求的预热温度也不同（表8-2列出了钯系催化剂各种还原剂的起燃温度）。如果作为还原剂的燃料气达不到要求的预热温度，则不能很好地进行还原反应，脱除效果不好。

反应温度控制在823K到1073K之间，脱除效率最高。温度低，氮氧化物的转化率低：而温度超过1088K，催化剂就会被烧坏，以至催化剂活性降低，寿命减少。

反应温度除与起燃温度、预热温度有关外，还与废气中氧含量有关。当起燃温度高，废气中氧含量大时，反应温度高；反之，反应温度低。

(3）空速 空速的选择与选用的催化剂及反应温度有关。国内试验用铂、钯催化剂，在773~1073k的温度条件下，空速在11.1~27.8s-1，能使氮氧化物浓度降到200x10-6以下。

(4）还原剂用量根据废气中氮氧化物和氧气的含量，可计算出还原剂的用量。由试验可知，当燃料比等于和大于100％时，氮氧化物的转化率一般可达92％以上。但燃料比降为90％时，转化率降到70%~80%。这说明还原剂的量不足，会严重影响对氮氧化物的脱除效果。但还原剂量过大，不仅使原料消耗增加，还会引起催化剂表面积碳。一般将燃料比控制在110%~120％为宜。

反应温度在270℃以下，反应的最终产物为氮和水；第一个副反应在350℃以下发生，而后两个副反应都要在450℃以上才会明显增强。所以反应温度控制在220~260℃为宜，而不同的催化剂在其不同的活性阶段，最适宜的温度也不同。

实验结果表明，对于含有3000mL/m3氮氧化物的气体，经氨催化还原后，氮氧化物含量可降为10mL/m3。

（二）操作条件与工艺流程

1、催化剂

选择性催化还原的催化剂，可以用贵金属催化剂，也可以用非贵金属催化剂。以氨为还原剂来还原氮氧化物的过程较易进行，非贵金属中的铜、铁、钒、铬、锰等可起有效的催化作用。

2．氨还原法流程

氨催化还原法治理硝酸生产的尾气流程

将含氮氧化物的废气除尘、脱硫、干燥并预热至240~250℃，然后和经过净化的氨以

一定比例在混合器内混合。一定温度的混合气进入催化反应器，在选定的温度下进行还原反应。反应后的气体经分离器除去催化剂粉末，再经余热回收装置释放热量后排放。

3．工艺条件

反应空速12000h-1；反应器入口温度220~230℃;

nh3/no2物质的量比值1.2~1.6；床层压降

9.6~39.2kPa.

4．处理结果

5．原料消耗

1t硝酸耗氨量7~8kg；燃料气约30m3/h；空

气用量约1500m3/h。

一排放口

利用8209型铜铬催化剂，以氨作还原剂可使硝酸尾气的NO，净化率达到90%。

（三）影响因素

(1）催化剂 不同的催化剂有不同的活性，因而反应温度和净化效率也不同，具体情况

见表8-4。

(2）反应温度 反应温度更适宜，才能有较高的净化效率，铜铬催化剂在350℃以下时，随反应温度的升高，净化效率增加；超过350℃则副反应增加，净化效率反而下降。铂催化剂的反应温度以225~255℃为宜，过低会生成NH4NO3和NH.NO2。