[發明專利]一種用于氯代芳香烴類低溫催化燃燒消除的催化劑

無效

• 申請號: 200810042530.7
• 申請日: 2008-09-04
• 公開（公告）號: CN101347723A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 王幸宜;李到;戴宇;吳勐
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/10;B01J23/83;F23G7/06;B01D53/70;A62D3/38
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技術領域

本發明屬于催化燃燒環境保護技術領域，特別涉及到一種用于易揮發性氯代芳香烴類低溫催化燃燒消除的過渡金屬-稀土復合氧化物催化劑及其制備方法，并提供了一種用于完全催化燃燒消除環境中易揮發性氯代芳香烴類污染物的方法。

背景技術

環境污染問題，尤其是日益增長的空氣污染，是二十一世紀人們最關注的問題之一。除了SOx、NOx、臭氧、烴類以外，二噁英類化合物(polychlorinated?dibenzo-p-dioxins，PCDD)對環境存在著持久性的污染。二噁英類化合物的危害不僅是對人類的健康，對生物系統造成持久的、積累性的影響，而且破壞大氣的臭氧。在聯合國環境項目國際條約中，二噁英類化合物被列為首位持久性的最具毒害的有機污染物。二噁英類化合物來源之一產生于多氯芳香烴化合物的多聚，而更多的是產生于固體炭、氧氣、氯源的結合。在城市固體廢物(Municipalsolid?waste，MSW)焚燒過程中，在氯源和催化劑存在下，有機化合物的燃燒過程都涉及產生二噁英。二噁英一部分以廢氣的形式排放到大氣，一部分以細小固體顆粒附著煙氣排放到大氣。產生二噁英的關鍵組分-氯源主要來自于含氯化合物的固體垃圾，由氯基氧化劑的木紙漿的漂白工藝和含氯化合物的熱處理及金屬的回收工藝的工業垃圾、大規模的氯堿工業中的氧氯法制備氯乙烯過程中產生的工業垃圾以及城市生活垃圾構成。由于上述產生和使用含氯化合物過程都是涉及到現階段我國國計民生的工業，大量產生二噁英前驅體的固體垃圾的排放是不可避免的。

近幾年來，對易揮發性有機化合物(VOCs)的綜合治理受到了越來越廣泛的關注。熱力燃燒、催化燃燒以及吸附等方法是消除這些污染物的常用方法。但是熱力燃燒需要在較高的溫度(1000℃)下進行，能耗大；而且該法在處理含氯烴類方面還可能導致更高毒性的二噁英(Dioxins)污染物，如多氯二苯并二噁英(PCDD)和多氯二苯并呋喃(PCDF)。作為有機污染物常用方法之一的吸附法對于低濃度污染物的處理效果并不理想，其吸附效率極低。對于易揮發性含氯芳香烴的消除，最近相繼提出了多種新穎的方法，如生物學處理、光催化降解、加氫脫氯等。但是這些方法不是在技術上存在缺陷，就是處理費用高昂，大多都處于實驗室研究狀態，不易實現工業化、產業化。

催化燃燒消除有機化合物的污染是一種節能、經濟、有效的處理方法，與熱力燃燒相比，它具有燃燒溫度低、停留時間短、所需反應器小、二次污染少等優點。因此，催化燃燒在消除易揮發性有機化合物方面得到了廣泛的應用。

氯代芳香烴如氯代苯，二氯代苯，dioxin，其催化燃燒主要應用于垃圾焚燒爐的廢氣處理，該方向的研究工作和技術的開發集中在日本。代表性的專利有Jpn.Kokai?Tokkyo?Kobo?JP2001286729?A2、Jpn.Kokai?Tokkyo?Koho?JP?2001286730?A2、Jpn.Kokai?Tokkyo?Koho?JP2001286734?A2、Jpn.Kokai?Tokkyo?Koho?JP?10085559?A2等。使用燃料氣和空氣進行燃燒。主要使用的催化劑活性組分為過渡金屬和貴金屬，載體為SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂。貴金屬催化雖然活性較高，但易于氯中毒；非貴金屬催化劑抗中毒能力較強，但選擇性較低，往往有多氯苯產生。

部分氯代芳香烴催化燃燒授權專利有：

[1]Nawama，Junichi；Moriya，Yoshifumi；Suzuki，Tadashi；Kuchino，Kunikazu，Jpn.KokaiTokkyo?Kobo?JP?2002219364A2

[2]Kiyono，Kenichi；Uchida，Masaaki；Adachi，Kentaro；Nishii，Kazuhiro，Jpn.KokaiTokkyo?Koho?JP?2001286729A2

[3]Kiyono，Kenichi；Uchida，Masaaki；Adachi，Kentaro；Nishii，Kazuhiro，Jpn.KokaiTokkyo?Kobo?JP?2001286730A2

[4]Kajikawa，Osamu；Wang，Hsiang?Sheng；Kawase，Noboru；Maeda，Takeshi，Jpn.KokaiTokkyo?Koho?JP?2001009284A2.