选择性催化还原(SCR)催化剂与柴油颗粒过滤器(SDPF)的集成可能是满足即将出台的严格排放法规的最可行方法之一。菱沸石结构催化剂SSZ-13使得尿素SCR技术可广泛应用于汽车领域，与热稳定性较低的ZSM-5技术相比，其具有高达750?℃的强大热稳定性。然而，随着850?℃老化时间增加，热稳定性较好的Cu-SSZ-13催化剂开始失去其初始活性，SDPF上的SCR?催化剂可能在下降到怠速(DTI)条件下，当过滤器再生时暴露出来。因此，在汽车制造中强烈需要在更高温度下可存活、更耐用的SCR催化剂。最近研究发现，铜置换高二氧化硅(LTA)显示出优异的水热稳定性，有望成为能在下一代SDPF上应用的高品质候选材料，从而满足更严格的实际驾驶排放要求。900?℃下水热老化12?h后，在整个反应温度下，Cu/LTA催化剂上的氮氧化物(NOx)还原优于目前最高水平的Cu/SSZ-13商业催化剂。此外，由于NH3向NO的低氧化过程，Cu/LTA催化剂在620?℃下贫/富循环老化后仍可以保持显著的高温NOx转化率。与Cu/SSZ-13相比，Cu/LTA在水热老化后具有更稳定的NH3存储能力，将为集成在车载尿素喷射控制以获得最大系统性能提供额外的益处。介绍了模拟动态全球统一轻型车辆测试循环模式下Cu/LTA?催化剂的性能，这些增强功能将有助于在实际驾驶条件下改进未来的稀薄NOx后处理系统。
0?前言
对于广泛用于移动设备的高效能柴油发动机，在富氧环境下的氮氧化物(NOx)减排一直是其面临的巨大的挑战之一，特别是为了满足日益严格的排放标准。NH3通过Cu/沸石催化剂选择性催化还原(SCR)已被广泛认为是自2009年以来最适合满足尾气NOx排放要求的技术之一。柴油后处理系统面临的最大挑战之一是如何使用冷起动柴油机废气将催化剂快速加热到工作温度(约250?℃)。氧化催化器(DOC)、柴油机颗粒捕集器(DPF)和SCR?等后处理组件的热集成对于整体排放控制性能至关重要，并且已经在将2种功能组合到一个设备上，例如颗粒过滤器上的SCR(SDPF)。这种多功能设备不仅能提供快速预热时间，而且还减小了体积，对小型车辆极具吸引力。
与已知催化剂相比，具有CHA?型拓扑结构的Cu/SSZ-13由于具有更好的热耐久性，自2009年以来，一直作为标准的SCR催化剂使用。然而，这种催化剂也可能会因为Cu含量和Si/Al摩尔比的不同而在800?℃以上发生热失活，这是由于沸石骨架被破坏，同时生成氧化铜(CuOx)所造成的。根据NGK?隔热概念，当碳烟累计量高于5?g/L时，涂覆在DPF上的SCR催化剂能在怠速(DTI)条件下达到800?℃以上的温度。因此，目前的SDPF系统设计限制碳烟累积，以保持SCR温度低于800?℃，从而保护Cu/SSZ-13。当碳烟累计达10?g/L导致DTI温度升高到1?100?℃，对于DPF载体本身是可接受的。如果允许的碳烟累计增加，则可以延长过滤器再生过程的间隔，从而明显提高燃料经济性，这是开发热稳定性更高的SCR?催化剂的强烈动机。
另一方面，与先前的新欧洲驾驶循环(NEDC)相比，引入全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)和实际驾驶排放(RDE)等新测试模式导致操作温度窗口扩大。由于SCR?可能不会单独覆盖扩大温度范围的NOx减排过程，因此非常需要结合使用稀燃NOx捕集器(LNT)-SDPF系统等NOx还原技术来满足即将出台的排放法规。当LNT?系统放置在SDPF系统前面时，需要定期进行富油发动机操作，以在高温(650?℃以上)环境下除去LNT?催化剂上的硫。在脱硫过程中，饱和反应可以加速SCR?催化剂在紧靠LNT?催化剂的位置上形成CuOx团簇，从而导致高温SCR?性能显著降低，该原因在于NH3被氧化成了NOx。实际上，在高于600?℃的高温下保持NOx还原能力对于现实驾驶条件是至关重要的，如在SDPF再生时，与正常操作条件相比，NOx排放倾向于突然升高。因此，在高温富油条件下高度要求维持SDPF系统的活性。
近期，用苄基咪唑阳离子作为有机结构导向剂(OSDA)成功合成了高二氧化硅(LTA)沸石。粉末形式的铜交换LTA?即使在900?℃水热老化12?h后也可显示出显著的NOx活性去除效果，当Cu/SSZ-13的Cu含量与Si/Al摩尔比相近时，虽然其他催化性能似乎发生了变化，如NH3发生氧化，但其只有在较短的老化时间(3?h以内)内才会有效。考虑到改善Cu/LTA?的高热稳定性，其在SDPF系统中的应用顺理成章。在目前的工作中，针对SDPF系统的工业应用，已经探索了使用Cu/LTA?超过当前商用Cu/SSZ-13的可行性和优势。制备由Cu/LTA?涂覆的核心尺寸的整料，然后将其催化性能和特性与模型Cu/SSZ-13催化剂及现有技术的商业SCR?催化剂进行系统比较，包括在稀/富氧循环操作的各种模拟实际驾驶条件下评估了Cu/LTA?的热耐久性。此外，还研究了Cu/LTA在NO2存在下的可控硅性能，NO2可由DOC或LNT产生。建议采用由Cu/LTA?和Cu/SSZ-13组成的双砖催化配置，以进一步改善低温SCR?性能。最后，在模拟动态WLTC瞬态模式测试下验证了Cu/LTA?的性能。
1?试验
1.1?催化剂制备
通过在室温下使用乙酸铜溶液进行连续的湿离子交换来制备铜交换的LTA(Cu/Al=0.49，Si/Al=16)。然后将Cu/LTA?过滤、洗涤，在90?℃下干燥过夜，然后在空气中于550?℃的温度下煅烧8?h。为了将Cu/LTA?粉末沉积在堇青石整料(宽2.54?cm，长5.08?cm)上，采用了常规的浸涂方法。将整体式催化剂在110?℃下干燥过夜，并在550?℃下煅烧5?h。作为比较，还通过浸渍法制备Cu/SSZ-13涂覆的整料试样，其中Cu/Al和Si/Al比率与Cu/LTA?对应物相似。此外，主要含有Cu/SSZ-13的现有技术商用SCR催化剂由催化剂制造商提供，在本研究中表示为“COM”。值得注意的是，所有整体式催化剂的孔单元密度一致(400?cpsi)，涂层数量类似。
为了检验水热稳定性，在含有10%水分的湿空气流动条件下，核心尺寸的整料试样分别在680?℃下老化25?h，在750?℃下老化25?h和在900?℃下老化12?h。为模拟LNT-SDPF系统的脱硫过程，将每个在800?℃水热老化16?h的整体试样暴露于620?℃的模拟贫氧(λ为2.00，20?s)-富氧(λ?为0.91，12?s)循环条件下持续4?h。需要注意的是，应在没有LNT?催化剂的情况下进行贫富氧处理，以直接评估SCR?催化剂对富油条件的耐受性。
1.2?催化剂表征
为了研究每种催化剂上的Cu状态，通过化学吸附分析仪(BELCATII，BEL-JapanInc.)进行H2-TPR分析。将0.15?g催化剂试样装入石英管中，在500?℃下用10%O2/Ar流预处理?1?h，并冷却至室温。然后，在相同温度下将进料气体转换为10%H2/Ar。在热导检测器(TCD)信号稳定后，将试样在10%H2/Ar流中以10?℃/min加热至900?℃，同时记录H2的消耗。
1.3?反应堆系统
在台式反应堆系统中测量整料试样上的NOx还原活性。将核心尺寸的整体试样(宽2.54?cm，长5.08?cm)在500?℃下预处理30?min，背景气体由9.5%O2、5%H2O和N2组成，并冷却至100?℃。然后以50?000?h-1的气体空速提供由500?mg/L?NO(或250?mg/L?NO和250?mg/L?NO2)，500?mg/L?NH3、9.5%O2、5%?H2O，5%CO2和N2平衡组成的模拟柴油进料气流。在催化剂试样完全暴露于进料气流后，将其以10?℃/min加热至600?℃以进行瞬态测试。对于经贫富氧处理过的试样，在稳态条件下在600?℃和640?℃下特别检查SCR?活性。在稳态试验期间注入300?mg/L?的NO和300~1?200?mg/L的NH3，同时使其他气体的浓度保持与瞬态试验相同。在稳态条件下，通过从SCR进料气流中除去NO进行NH3氧化试验。
采用4步测试方案测量其他催化性能，如NH3储存容量及NH3覆盖率依赖的NOx转化。在试验过程中，核心尺寸的整体试样总是暴露在含有9.5%O2、5%CO2、5%H2O?和N2平衡的背景气体中，同时按以下方式打开和关闭500?mg/L?的NO?和500?mg/L?的NH3。步骤如下:(1)500?mg/L?NO+背景气体;(2)500?mg/L?NO+500?mg/L，NH3+背景气体;(3)500?mg/L?NH3+背景气体;(4)500?mg/L?NO+背景气体。
为模拟WLTC?模式测试，采用现代汽车集团(HMG)开发的实验室规模反应堆系统(图1)。通过底盘测功机WLTC测试过程，直接从车辆测量中获得原始排放和催化剂温度等数据，用于模拟WLTC?程序。然后由实验室规模的反应堆再现精确的发动机输出曲线，包括温度和排放，重复测试具有极佳的重现性(±1%)，如图1所示。部分质量流量控制器被用于在测试循环期间以2?s为单位模拟动态变化的气体成分和流速，而依赖于车辆速度的催化剂温度则通过快速响应加热器进行模拟。在模拟WLTC测试之前，将一定量的NH3预吸附在250?℃的1号核心尺寸的整料试样上，以模拟载体试样。然后将试样冷却至室温，开始测试循环。模拟的WLTC?测试程序包括低速(t?<780?s)、中速(780?s1?170?s)3阶段。考虑到LNT-SDPF系统，测试循环的原料气流是基于LNT输出排放而制定的。所有气体组分如NO、NO2、NH3的入口和出口浓度通过在本研究中配备有气体单元的在线FT-IR光谱仪(MKS仪器，2000系列MultiGas分析仪)测定。
2?结果与讨论
2.1?Cu/LTA?涂层整体试样的水热稳定性
图2中显示了在Cu/LTA?涂覆的整料试样和基于Cu/SSZ-13的COM?上的NOx转化率在900?℃下水热老化12?h的比较。Cu/LTA?在整个反应温度下显示出对现有技术的SCR催化剂的优异催化活性，表现出特别高的水热稳定性。例如，在250?℃下，Cu/LTA?的NOx转化率达到80%，而商业Cu/SSZ-13催化剂为30%。该结果与先前使用粉末催化剂的结果一致。在2种具有少量N2O的催化剂的活性测试期间，总是保持N2选择性高于95%。如前所述，目前含有Cu/SSZ-13的SDPF?系统上的碳烟累积受到限制(约5?g/L)，以使SCR催化剂温度保持在800?℃以下。考虑到Cu/LTA?能将其SCR性能保持在900?℃的状态，基于Cu/LTA?的SDPF系统可以允许增加的目标碳烟负载高达8?g/L。在这种情况下，过滤器再生间隔可以从250?mile延伸到400?mile，绝对可以提高燃油经济性。
在实际驾驶条件下，应始终将一定量的NH3储存在SCR催化剂中，以立即对柴油发动机排气中不断变化的NOx排放作出反应。因此，NH3储存容量被认为是SCR?催化剂的重要特征之一。图3?描绘了Cu/LTA和模型Cu/SSZ-13催化剂的动态NH3存储容量作为水热老化温度的函数。在680?℃温度老化后，Cu/LTA?的NH3储存容量在所覆盖的温度范围内与Cu/SSZ-13相当。然而，当老化温度升高到750?℃和900?℃时，Cu/LTA?显示出比Cu/SSZ-13更高的值，表明其NH3储存容量对水热老化并不敏感。考虑到SCR?催化剂上的NH3加载目标取决于NH3存储容量，这对于车载控制的尿素喷射策略是非常有益的。事实上，已知SCR催化剂的NH3存储容量与其酸性特性密切相关。低温NH3储存可能源自在沸石上交换的Cu2+离子，而由[CuOH]+物质或沸石本身产生的布朗斯台德酸性位点可能是高温对应物的原因。据报道，Cu/SSZ-13的晶体结构在850?℃下随着Cu离子向CuOx团簇的转变而坍塌，导致酸性位点的恶化。相比之下，即使在900?℃下严重水热处理12?h后，Cu/LTA?的沸石骨架也显示了其稳定性，这可能是水热老化后NH3储存能力降低的主要原因之一。
2.2?对高温贫富氧条件的容忍度
如上所述，在LNT-SDPF?系统的硫酸化过程中，涂覆在颗粒过滤器上的SCR?催化剂也可以在高温下暴露于贫富氧条件。为了研究贫富氧处理对高温NOx去除活性的影响，将在800?℃下水热老化16?h的每个核心尺寸整料试样，在620?℃下暴露于贫富氧循环条件下4?h。然后，在600?℃和640?℃下进行稳态SCR活性测试，其中SDPF温度在正常条件下于过滤器再生期间可达到。如图4(a)所示，在贫富氧条件下处理的Cu/LTA?总是对模型Cu/SSZ-13催化剂具有更高的NOx去除活性。在600?℃?时，NH3/NOx排放比为4时，Cu/SSZ-13(31%)上的NOx转化率甚至低于NH3/NOx进料比为1时Cu/LTA(53%)上的NOx转化率。这表明在过滤器再生期间，所需的尿素喷射量可以比基于Cu/LTA?的SDPF系统低，这对于减少尿素分解产生的温室气体CO2排放是非常理想的。试验还检查了贫富氧老化试样上的NH3氧化活性，如图4(b)所示。事实上，NH3氧化是副反应无用的反应物，导致高温NOx去除活性降低。在620?℃下贫富氧时效后，Cu/LTA?上的NH3氧化活性远低于模型Cu/SSZ-13催化剂。尤其在640?℃下，在Cu/LTA?上观察到73%的NH3转化率，而Cu/SSZ-13在600?℃的较低温度下已经实现100%的NH3转化率。与Cu/SSZ-13相比，这表明更多的NH3可用于Cu/LTA?上的NH3/SCR反应，从而使其发挥优异的高温SCR性能。
与Cu/LTA?相比，Cu/SSZ-13在NH3氧化过程中产生大量的NO，如图4(c)所示。这种非选择性NH3氧化成NO，导致Cu/SSZ-13在640?℃下具有不寻常的SCR性能。当反应温度升至640?℃时，Cu/LTA?NOx转化率仍然高于70%，表明其对贫富氧条件的稳健耐久性，如图4(a)所示。对于模型Cu/SSZ-13催化剂，观察到NOx转化率为负，表明NOx的出口浓度高于入口浓度，可能是由NH3氧化形成的NO引起。实际上，已知在Cu/沸石上的NH3氧化反应中的NO选择性与催化剂表面上的CuOx含量有关。因此，需要理解在贫富氧处理时2种催化剂CuOx的形成，以便科学解释不同的NH3氧化行为。
图5描绘了Cu/LTA?和Cu/SSZ-13上的H2-TPR曲线，以计算出其Cu状态。研究人员普遍认为，低于400?℃的峰值条件下Cu2+还原为Cu+，而高温峰值条件下则是Cu+还原为Cu金属。Cu/SSZ-13显示了在220?℃附近的还原峰值，与Cu2+或[CuOH]+有关，与八元环(8MR)相邻，峰值肩峰在300?℃左右，由双六元环(D6R)上的Cu2+引起。对于Cu/LTA，在低于400?℃的低温区域中，在270?℃左右仅观察到1个对称峰值，表明在LTA?沸石骨架中可能仅存在1种类型的Cu2+。这与Ryu?等研究的XRD/里特维德(Rietveld)细化结果一致，即所有Cu2+离子似乎与单个六元环平面外的3个氧原子配位。在600?℃附近观察到Cu/SSZ-13上的Cu+还原峰值，非常接近进行贫富氧处理的温度。相反，Cu/LTA?上Cu+离子向Cu金属的还原过程在该温度区域没有完全活化。与Cu/SSZ-13相比，Cu/LTA?的这种延迟还原可以通过沸石的不同电负性来解释，这取决于框架类型，影响阳离子的还原性。当Cu离子在富油条件下还原成Cu金属时，Cu和沸石之间没有静电相互作用，这可能导致贫态条件下铜的团聚转变为CuOx团簇。因此，LTA?沸石骨架中Cu离子的还原性较低，可以减少贫富氧时效过程中CuOx(非选择性NH3氧化源)的形成，这可能是Cu/LTA?在高温条件下具有较强耐久性的主要原因。
2.3?克服Cu/LTA?低温活性的策略
如上所述，一定水平的NH3首先储存在SCR?催化剂中，然后在实际行车条件下与柴油发动机排出的NOx反应，NOx转化取决于SCR?催化剂上的NH3覆盖率。图6比较了Cu/LTA?和Cu/SSZ-13的NOx转化率，它是250?℃下NH3覆盖率的函数，通过4个步骤获得。这是评估SCR?催化剂在工业应用方面的重要标准之一。在900?℃的水热老化中，Cu/LTA?的NOx还原效率通常远高于Cu/SSZ-13型催化剂，再次表明Cu/LTA?具有非凡的热稳定性，如图6(a)所示。当2种试样在680?℃条件下得以温和老化时，Cu/LTA?在初始NH3覆盖水平下显示出与Cu/SSZ-13?相当的NOx转化效率，如图6(b)所示。然而，随着NH3覆盖率进一步增加，Cu/LTA?不能达到与Cu/SSZ-13相同的NOx转化水平，这表明需要改善Cu/LTA?的低温活性。Cu/沸石的低温SCR性能可能与Cu的局部环境有关，影响到Cu/沸石氧化还原性能、NO?氧化能力和反应物吸附。对Cu/LTA?的低温SCR?性能和改善其固有反应性的进一步研究正在进行中。
在柴油后处理系统中，DOC?或LNT?等氧化催化剂总是放在SCR前面，这意味着在DOC/LNT上通过NO氧化可以在SDPF系统的上游获得NO2。在这种情况下，SCR催化剂会发生“快速SCR”反应，增加其低温活性。如图7所示，在NO2/NOx比为0.5的情况下，将Cu/LTA?涂覆的整料试样的SCR性能与基于Cu/SSZ-13的COM?进行了比较，并保证“快速SCR”反应有效地进行。由于NH4NO3在沸石孔结构中的积累，催化剂温度从NOx转化率降低之前的175?℃开始而不断上升。在680?℃的温和水热老化后，Cu/LTA的低温活性与COM相当，而Cu/LTA?显示出比500?℃以上的COM更高的SCR性能，如图7(a)所示。在900?℃下严重老化时，Cu/LTA?在整个反应温度范围内显示出对COM的优异SCR活性，如图7(b)所示。这些结果表明，在涉及“快速SCR”反应的操作条件下，Cu/LTA?的低温活性不是主要问题。
然而，取决于车辆行驶条件和后处理系统的布局，在SDPF系统的上游NO2不可能总是绰绰有余，因此需要另一种克服Cu/LTA?的低温NOx去除活性的策略，该策略在低NO2条件下起作用。为了解决对低温活性的担忧，已经制备了由Cu/LTA?和体积比为1∶1的由COM组成的双砖整料试样，同时保持与单砖试样相同的总体积。如图8(a)所示，在不存在NO2进料的情况下，在680?℃下老化的双砖试样的NOx转化率与单砖COM相当。比较构型顺序的双砖单块，在高温(400?℃以上)下观察到Cu/LTA?在前，商业催化剂在后的NOx转化率比相反顺序的结构更高，而两个试样都显示出类似的低温SCR?活性。与Cu/SSZ-13相比，Cu/LTA?的NH3氧化能力较低，可能导致高温SCR活性的差异。在900?℃水热老化后，双砖试样显示出比商用催化剂更优越的SCR性能，如图8(b)所示，这表明Cu/LTA?的强水热稳定性已在双砖整体样品中得到充分体现。结果表明，该双砖体系具有Cu/LTA(热稳定性)和Cu/SSZ-13(低温活性)两方面的优势。
2.4?含双砖系统的Cu/LTA?的瞬态性能
通过使用核心尺寸整体试样的实验室规模反应器系统模拟WLTC模式测试，进一步验证了双砖配置的优势。实际上，这种核心尺寸测试比底盘测功机上的全尺寸测试花费的时间和精力明显更低，同时始终保持极佳的重现性(±1%)。图9(a)示出了在没有NO2时模拟WLTC模式测试期间，累积的NOx排放及车速随时间变化的曲线。值得注意的是，考虑到LNTSDPF系统，动态变化的原料气流是基于LNT?排出的。空白测试结果显示，在780?s、1?170?s、1?540?s左右，由于发动机富油运行以减少储存在LNT催化剂上的NOx，使NOx排放量突然增加。在低速驱动条件下(600?s以下)，所有催化剂的SCR?性能可忽略不计，因为它们几乎不会升温(200?℃以下)。一旦反应堆系统达到中速条件(780?s以上)，所有催化剂开始被激活，并且它们的NOx还原活性在高速条件下(1?170?s以上)进一步增加。
在模拟WLTC测试期间，含有Cu/LTA?的双砖试样在680?℃下老化，显示出与单砖COM相似的累积NOx排放水平。在900?℃的水热老化之后，2种催化剂的NOx排放增加，但是双砖试样仍然保持比单砖对应物更低的NOx水平。实际上，即使在中速驱动条件下(1?170?s以下)，在900?℃下老化的单砖COM也显示出极小的NOx还原效率，如图9(a)所示。此外，在模式试验期间，在900?℃下老化的双砖试样显示出比单砖COM更低的NH3逃逸现象，尽管2?种试样在680?℃温和老化后表现出类似的行为，如图9(b)所示。
在900?℃下老化的2种试样之间NH3逃逸的差异可能源于耐水热老化的Cu/LTA?的NH3储存容量(图3)。因此，即使在经历了900?℃的严重老化过程之后，Cu/LTA?与最先进的COM相结合也被认为在尾管NOx浓度方面满足工程目标，这表明有可能增加SDPF当前的碳烟负载目标，改善燃油经济性。
3?结论
Cu/LTA涂覆的整料试样的催化性能和耐久性已经在各种条件下得以系统地评估，以用于SDPF系统中的工业应用。在900?℃?水热老化后，Cu/LTA?的SCR性能高于基于Cu/SSZ-13的商业催化剂，表明其对SDPF系统有利的稳健热稳定性。在620?℃下进行贫/富循环老化以模拟LNT-SDPF?系统的脱硫过程后，即使在640?℃时，Cu/LTA仍在高温下保持其NOx还原活性，而基于Cu/SSZ-13的商业催化剂将NH3氧化成NOx显示出反向NOx转化。H2-TPR结果表明，LTA?骨架中的Cu离子比CHA?中的Cu离子还原性差，可能在高温富集条件下减轻CuOx的形成，CuOx并非首选的NH3氧化来源。虽然Cu/LTA的低温SCR活性在680?℃温和老化后不如COM，但在NO2存在下可以克服，NO2主要见于DOC?或LNT?的下游。由Cu/LTA?和COM?组成的双砖试样在680?℃老化后在没有NO2的情况下表现出与单砖COM?相当的低温NOx转化率，而Cu/LTA?的热稳定性良好保持高达900?℃。模拟的WLTC测试结果表明，Cu/LTA?可能成为下一代SCR技术的良好候选者，特别是对于需要高耐热性的应用。
注：本文发表于《汽车与新动力》杂志2020年第2期
作者：[韩]?P.S.KIM等
整理：闫红梅?
编辑：虞展
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
一氧化氮尾气处理
用改进燃烧的过程和设备或采用催化还原、吸收、吸附等排烟脱氮的方法，控制、回收或利用废气中氮氧化物(NOx),或对NOx进行无害化处理。NOx主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),在20世纪60年代被确认为大气的主要污染物之一。防治途径一是排烟脱氮，二是控制NOx的产生。
排烟脱氮
分为干法和湿法两类。干法 主要有催化还原法、吸附法等。催化还原法：适用于治理各种污染源排放出的 NOx。可分为非选择性还原法和选择性还原法。非选择性还原法是以一氧化碳、氢、甲烷等还原性气体作为还原剂，以元素铂、钯或以钴、镍、铜、铬、锰等金属的氧化物为催化剂，在400～800℃的条件下，将氮氧化物还原成氮气，同时有部分还原剂与烟气中过剩的氧发生燃烧反应形成水和二氧化碳，并放出大量热。此法效率高，但耗费大量还原剂。选择性还原法是以元素铂或以铜、铁、钴、钒等的氧化物为催化剂,以氨(NH3)或硫化氢(H2S)为还原剂,有选择性地同排放废气中NOx反应,以NH3为还原剂时,反应温度为200～450℃（以H2S为还原剂时反应温度为120～150℃）。此法还原剂消耗仅为非选择性还原法的1/5至1/4。中国采用金属钼、铜铬系和铁铬系作催化剂，选择温度的范围为100～120℃。吸附法：用分子筛等吸附剂,吸附硝酸尾气中的NOx。氢型丝光氟石、13X型等分子筛、硅胶、泥煤和活性炭等是良好的NOx吸附剂。在有氧存在时,分子筛不仅能吸附NOx还能将NO氧化成NO2。通入热空气(或热空气与蒸汽的混合物)解吸，可回收硝酸(HNO3)或NO2。硝酸尾气中的NOx经过吸附处理可控制在50ppm以下。吸附法还可用于其他低浓度NOx废气的治理。湿法 有直接吸收法、氧化吸收法、氧化还原吸收法、液相吸收还原法和络合吸收法等。直接吸收法：有水吸收、硝酸吸收、碱性溶液（氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体）吸收，浓硫酸吸收等多种方法。中国应用“漂白”稀硝酸(15～30%)作吸收液，在表压2千克力/厘米2，吸收温度为20℃，气液比为290:1，空塔速度为0.52米/秒的条件下吸收硝酸尾气中的NOx, 可使尾气中NOx的含量降低到国家排放标准以下。用漂白稀硝酸可在低压下直接吸收NO。如在12%的漂白硝酸中NO的溶解度系数(β)为4.2。用水直接吸收NO，β值仅为0.041。当NO:NO2摩尔比为 1时，吸收速度加快。为使部分NO氧化为NO2,使摩尔比保持在1,一般采取加压、降温、催化氧化、增加吸收塔体积等措施。用漂白稀硝酸直接吸收NO，既可减少污染，又可增加硝酸产量。吸收NOx后的漂白稀硝酸，可用气体吹脱 (漂白)。吹脱出来的 NOx送入吸收塔回收。此法可从尾气中回收80～90%的NOx。碱性溶液吸收法是用 30%NaOH溶液或相应浓度的氨水，得到硝酸盐和亚硝酸盐。用氨水吸收得到的硝酸铵和亚硝酸铵可作农田肥料。用浓硫酸吸收既可去除NOx,又可去除烟气中SO2,目前尚处于实验室研究阶段。
氧化吸收法
在氧化剂和催化剂作用下，将NO氧化成溶解度高的NO2和N2O3(三氧化二氮),然后用水或碱液吸收脱氮的方法，在湿法排烟脱氮工艺中应用较多。氧化剂可用臭氧(O3)、二氧化氯(ClOx)、亚氯酸钠(NaClO2)、次氯酸钠(NaClO)、高锰酸钾(KMnO4)、过氧化氢(H2O2)、氯(Cl2)和硝酸(HNO3)等。按氧化方式的不同可分为催化氧化吸收法、气相氧化吸收法和液相氧化吸收法。催化氧化吸收法是在催化剂作用下将NO氧化成NO2,然后用碱液吸收。氧化剂是烟气中的过剩氧。催化剂是以活性炭、氧化铝、二氧化硅为载体的钒、钨、钛和稀土金属氧化物等。此法已用于玻璃熔窑烟气净化，脱氮率达90%以上，净化后烟气中NOx浓度在60ppm以下。此法的优点是可采用闭路循环;可把SO2和尘粒等污染物同时除去；不用外加氧化剂;在烟气中喷入5%水蒸汽可提高催化剂的效率和寿命；设备的投资和运转费低。气相氧化吸收法是采用O3和ClO2强氧化剂在气相中将NO氧化成容易被水、酸和碱液吸收的NO2和N2O3。用水吸收可回收稀硝酸。此法已用于以液化天然气为燃料的锅炉烟气净化，脱氮率达90%以上。此法净化过程简单,运行可靠,对锅炉正常运转无影响,可回收高品位的HNO3。但O3用量较多,NO氧化成N2O3需要时间较长,氧化塔相应庞大。液相氧化吸收法是用液相氧化剂将NO氧化，然后用碱吸收法吸收。液相氧化剂用KMnO4、NaClO2等，脱氮率可达90～95%。氧化还原吸收法:用O3、ClO2等强氧化剂在气相中把NO氧化成易于吸收的NOx和N2O3,用稀HNO3或硝酸盐溶液吸收后,在液相中用亚硫酸钠(Na2SO3)、硫化钠(Na2S)、硫代硫酸钠(Na2S2O3)和尿素(NH2)2CO等还原剂将NO2和N2O3还原为N2。此法已用于加热炉排烟净化。在同一塔中可同时脱去烟气中SOx和NOx, 脱硫率99%,脱氮率达90%以上。
一般生产或者使用过程中，所产生的的一氧化氮废气成了比较难解决的问题，通常这种废气采用的方法有三种：催化还原法、液体吸收法、吸附法。
需要考虑到的是一氧化氮中含有自由基，这使它的化学性质十分活跃。当该气体与氧气发生反应后，可转化成具有腐蚀性的气体——二氧化氮（NO2），二氧化氮又可以与水反应后生成硝酸。
一氧化氮一般有两种产生方式，一种属于酶生性一氧化氮，一种属于非酶生性一氧化氮。关于一氧化氮废气处理方法，是在确定它的成分以及排放浓度跟排放量之后才可以选择。
1、催化还原法：是在催化剂作用下，利用还原剂将一氧化氮还原为氮气，该法脱除效率高，设备紧凑、操作平稳、能回收热能，但投资和运转费均较高，且要消耗有用的氨或燃料气，它被还原成无用的氮气而放空；
2、液体吸收法：吸收废气中的一氧化氮，工艺简单，投资少，可根据具体情况选择吸收液，能以硝酸盐等形式回收氮，从而达到综合利用的目的。但吸收效率不高，对含量较多废气的净化效果差，且不宜处理气量很大的废气；
3、吸附法：对一氧化氮的脱除效率很高，且能回收。由于吸附容量较小，需要吸附剂量大，因而设备庞大，投资大，运转中动力消耗也大。
