ФИЛЬТРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ОСНОВЕ АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ ВОЛОКОН ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА (ОБЗОР)

Борис Лазаревич Красный – д-р техн. наук, генеральный директор ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия
Константин Игоревич Иконников – канд. техн. наук, руководитель исследовательского центра специальной керамики ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия
Дмитрий Олегович Лемешев – канд. техн. наук, доцент кафедры химической технологии керамики и огнеупоров, декан факультета технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия
Дмитрий Дмитриевич Бернт – канд. физ.-мат. наук, ученый секретарь ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия
Анастасия Сергеевна Сизова – науч. сотрудник ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия
Анна Львовна Галганова – заместитель начальника исследовательского центра специальной керамики ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия
Олег Игоревич Родимов – науч. сотрудник исследовательского центра специальной керамики ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия
Александр Алексеевич Сластилов – науч. сотрудник научного исследовательского центра Экология ООО «НТЦ «Бакор», Москва, Россия

1. Решетнев Я. М., Бирюкова Н. В. Оксиды азота и их восстановление: «NO и NO?» // The Scientific Heritage. 2021. No. 67. P. 3 – 8.
2. Miao L., Wu X., Ji Z. Microwave-assisted preparation of porous fibrous ceramic-based catalytic filter elements for the simultaneous removal of NOx and dust from high-temperature gases // Separation and Purification Technology. 2022. V. 278, Art. 119549.
3. Воскобойникова В. А. Кислотные осадки как следствие антропогенного фактора // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2021. № 1 – 3(52). С. 12 – 14.
4. Yu L., Zhong Q., Zhang S. CuO–V2O5/TiO2 catalyst for the selective catalytic reduction of NO with NH3 // Combustion Science and Technology. 2015. V. 187, No. 6. P. 925 – 936.
5. Таймаров М. А., Ахметова Р. В., Сунгатуллин Р. Г. Снижение вредных выбросов в атмосферу оксидов азота котлами ТЭС // Известия КГАСУ. 2017. № 1(39). С. 180 – 187.
6. Триченко А. А. Снижение выбросов оксида азота при ступенчатом сжигании топлива // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Наука и образование. 2011. № 2. С. 104 – 109.
7. Cary M., Ahmed Z. Do heavy-duty and passenger vehicle emissions standards reduce per capita emissions of oxides of nitrogen? Evidence from Europe // Journal of Environmental Management. 2022. V. 320, Art. 115786.
8. Фролов С. Г., Росляков А. Д. Уменьшение вредных выбросов транспортных дизелей путем нейтрализации оксидов азота // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2009. № 3(19). С. 138 – 142.
9. Павлович Л. Б., Садыхова В. В., Шульдишева Д. А. Оценка экологического риска от выбросов литейного производства в атмосферу // Вестник ДГТУ. 2010. Т. 10, № 3(46). С. 52 – 55.
10. Зверева Э. Р., Фарахов Т. М., Исхаков А. Р. Снижение вредных выбросов тепловых электростанций // Вестник Казанского энергетического университета. 2011. № 1(8). С. 39 – 44.
11. Мусина Э. Б. Оценка влияния цементной промышленности на загрязнение окружающей среды на примере АО «Карцемент» // Гидрометеорология и экология. 2020. № 2. С. 73 – 80.
12. Гриванов И. Ю., Тарасова Е. В., Кучма И. В. Прогнозирование состояния атмосферного воздуха в результате деятельности Новоспасского цементного завода АО «Спасскцемент» // Территория новых возможностей. Вестник Владивостокского государственного университета экономики и сервиса. 2021. Т. 13, № 4. С. 199 – 213.
13. Батталов И. Р., Иванов А. Ю. Система селективного каталитического восстановления для очистки выбросов газовых турбин // Вестник науки и образования. 2022. № 10–2(130). С. 14 – 16.
14. Кочарян А. Г., Черепанов А. А., Тухватуллин З. Я. Система селективного каталитического восстановления для очистки выбросов газовых турбин // Газовая промышленность. 2017. № S1(750). С. 106 – 109.
15. Власова О. А., Товпеко О. П. Анализ загрязнения окружающей среды выбросами стекольной промышленности // Научные исследования. 2018. № 6(26). С. 17 – 20.
16. Pat. WO 2017/140667 A1. Filter system for the filtration of a hot unfiltered gas, and filter element for such a filter system / M. Salinger. 2017. Application 14.02.2017, publication 24.08.2017. 39 p.
17. Dvorak R., Chlapek P., Jecha D. New approach to common removal of dioxins and NOx as a contribution to environmental protection // Journal of Cleaner Production. 2010. V. 18, No. 9. P. 881 – 888.
18. Heidenreich S., Nacken M., Hackel M. Catalytic filter elements for combined particle separation and nitrogen oxides removal from gas streams // Powder Technology. 2008. V. 180, No. 1–2. P. 86 – 90.
19. Pat. CN212236728U. Ceramic membrane catalysis filter tube and ceramic membrane catalysis equipment / S. Daifeng, S. Wanying, S. Wanting. 2020. Application 25.02.2020, publication 29.12.2020. 11 p.
20. Pat. CN112058078A. Ceramic tube with denitration and dust removal functions, and preparation method thereof / W. Rui, L. Kai, Z. Hongtai 2020. Application 27.07.2020, publication 11.12.2020. 8 p.
21. Kim J. H., Choi J. H., Phule A. D. Development of high performance catalytic filter of V2O5–WO3/TiO2 supported-SiC for NOx reduction // Powder Technology. 2018. V. 327. P. 282 – 290.
22. Pan B., Chen J., Zhang F. Porous TiO2 aerogel-modified SiC ceramic membrane supported MnOx catalyst for simultaneous removal of NO and dust // Journal of Membrane Science. 2020. V. 611, Art. 118366.
23. Chen J., Wang B., Yuan K. One-pot in situ synthesis of Cu-SAPO-34/SiC catalytic membrane with enhanced binding strength and chemical resistance for combined removal of NO and dust // Chemical Engineering Journal. 2021. V. 420, Art. 130425.
24. Straczewski G., Koutera K., Gerhards U. Development of catalytic ceramic filter candles for tar conversion // Fuel Communications. 2021. V. 7, Art. 100021.
25. Huangfu L., Abubakar A., Li C. Development of red mud coated catalytic filter for NOx removal in the high temperature range of 300 – 450 °C // Catalysis Letters. 2020. V. 150. P. 702 – 712.
26. Pat. WO2021245080A1. Filter candle having a concentration gradient of catalyst metals, method for production thereof and use thereof in an exhaust gas cleaning method / V. Finke, M. St?ps, S. Otto. 2021. Application 01.06.2021, publication 09.12.2021. 40 p.
27. Pat. US2017333819A1. Filter candle with mineral additive / T. C. Martin, D. H.-J. Imminger. 2017. Application 17.09.2015, publication 23.11.2017. 11 p.
28. Pat. US2017320013A1. Catalyzed filtration media with high surface area material and method for making the same / J. A. Fernando. 2017. Application 03.05.2017, publication 09.11.2017. 11 p.
29. Pat. CN113198456A. Catalytic filtration composite element as well as preparation method and application thereof / W. Xiaolin, M. Linfeng, J. Zhongli. 2021. Application 28.04.2021, publication 29.07.2022. 13 p.
30. Pat. CN111420705A. Titanium-modified SAPO-34 type molecular sieve catalyst slurry, and preparation method and application thereof / H. Liming, Y. Guanghua, L. He. 2020. Application 10.04.2020, publication 27.12.2022. 13 p.
31. Pat. CN108993613A. A kind of composite ceramic fiber structure and its preparation method and application / K. Dehua. 2018. Application 15.08.2018, publication 14.12.2018. 12 p.
32. Pat. CN207169295U. Fibre chimney filter of filterable suspension gas pottery gluey and vaporous pollutant / J. Fuyuan. 2018. Application 29.08.2017, publication 03.04.2018. 9 p.
33. Panwar S. Catalytic activated dust filter (ceramic or bag) – a new technology for combined removal of dust, NOx, dioxin, VOCs and acids from off gases // 5th Technical Conference on Air Pollution Control & Monitoringissues & Solution. FICCI, Federation House, Tansen Marg. New Delhi. December 7–8. 2015. P. 4 – 11.
34. Красный Б. Л., Красный А. Б., Королев М. Н. Инновационные комплексные решения по очистке отходящих газов в черной металлургии. Технические решения для очистки высокотемпературных газовых потоков // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. № 77(2). C. 200 – 208.
35. Home. Unifrax – a global specialty materials company [Электронный ресурс]. URL: https://www.unifrax.com (дата обращения: 04.07.2023).
36. Hot gas filtration systems [Электронный ресурс]. URL: http://www.glosfume.com/ (дата обращения: 04.07.2023).
37. Rath integrates BWF’s ceramic hot gas filter cartridge production in Meissen facility. 2020 [Электронный ресурс]. URL: https://www.filtsep.com/power-generation/news/rath-bwfs-ceramic-hot-gas-filter-cartridge (дата обращения: 04.07.2023).
38. Dust collector filter products, dust collector filter supplier – CHOKO CO [Электронный ресурс]. URL: https://www.choko.asia/soil-and-water-improver.htm (дата обращения: 04.07.2023).
39. Красный Б. Л., Иконников К. И., Лемешев Д. О. Оксидсодержащие минеральные волокна: виды, способы получения, применение и производители: обзор // Стекло и керамика. 2022. Т. 95, № 1. С. 39 – 50. [Krasny B. L., Ikonnikov K. I., Lemeshev D. O. Oxide-containing mineral fibers: types, manufacturing methods, applications, and producers (review) // Glass Ceram. 2022. V. 79, No. 1/2. P. 28 – 36.?
40. Maxim L. D., Utell M. J. Aluminosilicate fibers // Encyclopedia of Toxicology. 2014. V. 1. P. 156 – 160.
41. Utell M. J., Maxim L. D. Refractory ceramic fiber (RCF) toxicity and epidemiology: A review // Inhalation Toxicology. 2010. V. 22, No. 6. P. 500 – 521.
42. Kong D., Yang H., Wei S. Gel-casting without de-airing process using silica sol as a binder // Ceramic International. 2007. V. 33, No. 2. P. 133 – 139.
43. Харитонов Д. В., Макаров Н. А., Анашкина А. А. Влияние высокодисперсных частиц SiO2 на процесс спекания кварцевой керамики. Выбор режима обжига изделий из кварцевой керамики и понятие коллоидного компонента // Стекло и керамика. 2018. Т. 91, № 5. С. 24 – 29. [Kharitonov D. V., Makarov N. A., Anashkina A. A. Effect of highly disperse SiO2 particles on the sintering of quartz ceramic: firing regime choice for quartz ceramic articles and the colloidal component concept // Glass Ceram. 2018. V. 75, No. 10. P. 190 – 194.?
44. Новокрещенных Е. Н., Пойлов Е. Н., Углев Н. П. Термодинамическая совместимость компонентов водно-коллоидных связующих // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2017. № 3. С. 104 – 115.
45. Ноздрюхин А. Д., Потапов И. С., Пойлов В. З. Повышение термостойкости изделий из терморасширенного графита // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2021. Т. 64(8). С. 49 – 55.
46. An J., Wang Y., Jia Q. Microstructure and reactivity evolution of colloidal silica binder in different systems at elevated temperatures // Ceramics International. 2020. V. 46, No. 12. P. 20129 – 20137.
47. Medri V., Martelli S., Landi E. Alkali inorganic binders for the production of fibre based foams // Ceramics International. 2014. V. 40, No. 7. P. 10131 – 10136.
48. Guo L., Tao X., Gong Z. Preparation of MoSi2–SiC–Al2O3–SiO2 coating on mullite fibrous insulation with silica sol as binder by non-firing process // Ceramics International. 2019. V. 45, No. 2. P. 2602 – 2611.
49. Miao L., Wu X., Ji Z. Effects of heat-treatment conditions in the preparation of aluminum silicate fiber-based ceramic filter element for hot-gas filtration // Ceramics International. 2020. V. 46, No. 11. P. 18193 – 18199. 
50. Zang W., Jia T., Dong X. Preparation of homogeneous mullite-based fibrous ceramics by starch consolidation // Journal of the American Ceramic Society. 2018. V. 101, No. 7. P. 3138 – 3147.
51. Sizova A., Rodimov O., Galganova A. Influence of drying process on the aluminosilicate fiber hot gases filter element properties // Ceramics International. 2022. V. 48, No. 19. P. 29165 – 29174.
52. Красный Б. Л., Иконников К. И., Лемешев Д. О. Влияние способа сушки на миграцию связующего и свойства высокотемпературного фильтра на основе алюмосиликатных волокон // Новые огнеупоры. 2022. № 9. С. 37 – 43.
53. Elliott G. Developments of Cerafil® filter elements in environmental emission technology for aluminum refineries // Proc. of the 7th International Alumina Quality Workshop. 2005. P. 258 – 263.
54. Humalaki J. Mechanical characterization of fibrous ceramic filter elements / Master of science thesis. 2013 [Электронный ресурс]. URL: https://trepo.tuni.fi/bitstream/handle/123456789/21791/Humalam%C3%A4ki.pdf?sequence=3&isAllowed=y (дата обращения: 04.07.2023).
55. Zhang Z., Li J., Tian J. The effects of Mn-based catalysts on the selective catalytic reduction of NOx with NH3 at low temperature: A review // Fuel Processing Technology. 2022. V. 230, Art. 107213.
56. Lai J., Wachs I. E. A perspective on the selective catalytic reduction (SCR) of NO with NH3 by supported V2O5–WO3/TiO2catalysts // American Chemical Society. 2018. V. 8. P. 6537 – 6551.
57. Wachs I. E., Kim T., RossE. I. Catalysis science of the solid acidity of model supported tungsten oxide catalysts // Catalysis Today. 2019. V. 116, No. 2. P. 162 – 168.
58. He Y., Ford M. E., Zhu M. Tumuluri U. Influence of catalyst synthesis method on selective catalytic reduction (SCR) of NO by NH3 with V2O5–WO3/TiO2 catalysts // Applied Catalysis B: Environmental. 2016. V. 193. P. 141 – 150.
59. Yu W., Wu X., Si Z. Influences of impregnation procedure on the SCR activity and alkali resistance of V2O5–WO3/TiO2 catalyst // Applied Surface Science. 2013. V. 283. P. 209 – 214.
60. Yang J., Yang Q., Sun J. Effects of mercury oxidation on V2O5–WO3/TiO2 catalyst properties in NH3-SCR process // Catalysis Communications. 2015. V. 59. P. 78 – 82.
61. Mart?n J. A., Gallastegi-Villa M., Gonz?lez-Marcos M. P. Bimodal effect of water on V2O5/TiO2 catalysts with different vanadium species in the simultaneous NO reduction and 1,2-dichlorobenzene oxidation // Chemical Engineering Journal. 2021. V. 417, Art. 129013.
62. Djerad S., Tifouti L., Crocoll M. Effect of vanadia and tungsten loadings on the physical and chemical characteristics of V2O5–WO3/TiO2 catalysts // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2004. V. 208, No. 1–2. P. 257 – 265.
63. Sajjad A. K. L., Shamaila S., Tian B. One step activation of WOx/TiO2 nanocomposites with enhanced photocatalytic activity // Applied Catalysis B: Environmental. 2009. V. 91, No. 1–2. P. 397 – 405.
64. Arfaoui J., Ghorbel A., Petitto C. Promotional effect of ceria on the catalytic behaviour of new V2O5–WO3–TiO2 aerogel solids for the DeNOx process // Journal of Solid State Chemistry. 2021. V. 300, Art. 122261.
65. Ferri D., Baiker A. Flame-made WO3/TiO2 nanoparticles: Relation between surface acidity, structure and photocatalytic activity // Applied Catalysis B: Environmental. 2008. V. 79, No. 1. P. 53 ? 62.
66. Scholz A., Schnyder B., Wokaun A. Influence of calcination treatment on the structure of grafted WOx species on titania // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 1999. V. 138, No. 2–3. P. 249 – 261.
67. Nacken M., Heidenreich S., Hackel M. Catalytic activation of ceramic filter elements for combined particle separation, NOx removal and VOC total oxidation // Applied Catalysis B: Environmental. 2007. V. 70, No. 1 – 4. P. 370 – 376.
68. Choi J. H., Kim S. K., Ha S. J. The preparation of V2O5/TiO2 catalyst supported on the ceramic filter candle for selective reduction of NO // Journal of Chemical Engineering. 2001. V. 18, No. 4. P. 456 – 462.
69. Wang R., Zhao L., Hu X. H. Study on V2O5–WO3–TiO2 catalytic filter for de-NO and particle separation // Materials research express. 2019. V. 6, Art. 115512.
70. Shan W., Liu F., He H. A superior Ce–W–Ti mixed oxide catalyst for the selective catalytic reduction of NOx with NH3 // Applied Catalysis B: Environmental. V. 115–116. P. 100 – 106.
71. Fino D., Russo N., Saracco G. A multifunctional filter for the simultaneous removal of fly-ash and NOx from incinerator flue gases // Chemical engineering science. 2004. V. 59, No. 22–23. P. 5329 – 5336.
72. Zamudio M. A., Russo N., Fino D. Low temperature NH3 selective catalytic reduction of NOx over substituted MnCr2O4 spinel-oxide catalysts // Industrial & Engineering Chemistry. 2011. V. 50, No. 11. P. 6668 – 6672.
73. Zhao L., Li K., Wu R. Catalytic filter for the removal of dust and NOx at low temperature // Materials Research Express. 2020. V. 7, No. 12, Art. 125502.