[發明專利]Co-In/Hbeta催化劑及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 200910100207.5
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN101664693A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 施耀;蘇清發;潘華;陳杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01J29/76
• 分類號: B01J29/76;B01J37/02;B01D53/56;B01D53/86;B01D53/76;B01D53/74
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 周 烽

技術領城

本發明涉及污染控制與技術領域，尤其涉及一種脈沖等離子體誘導選擇性 催化還原氮氧化物的方法。

背景技術

氮氧化物(NO_x)是形成酸雨和光化學煙霧的主要物種和引發物，可使人類 患發肺氣腫、視力減退和支氣管炎等疾病。因此，高效消除NO_x過程的研究變 得尤為重要。NO_x的主要來源是各種燃燒爐的煙氣及各種機動車的尾氣。目前， 氧氣氣氛下氨選擇性催化還原法(NH₃-SCR)是目前發達國家普遍采用的減少 NO_x排放的最有效方法，具有很高的脫除效率。但該技術存在明顯的缺點：①NH₃是一種有毒腐蝕性氣體，存儲和輸運麻煩，對管路設備要求高，造價昂貴；② 該過程NH₃需要計量控制加入量，容易泄漏或反應不完全而造成二次污染； ③NH₃與煙道氣中的SO₂反應，形成腐蝕性的NH₄HSO₄，易使催化劑中毒。因 此，以低碳烷烴為還原劑消除NO_x越來越受到人們的青睞。由于低碳烴儲量豐 富，廣泛應用于工業生產，所以用低碳烴催化還原燃料燃燒過程中排放的NO_x是一條實用而廉價的途徑。由于使用低碳烴作為還原劑催化還原NO_x的反應溫 度偏高，而且抗水抗硫性較差。近年來，通過等離子體結合催化降低催化劑的 活性溫度，拓寬活性溫度及提高催化劑的抗水抗硫性受到國內外的重視。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種Co-In/Hbeta催化劑及其制 備方法與其在協同催化凈化燃煤煙氣中氮氧化物方面的應用。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種Co-In/Hbeta催化劑，它 是以鈷和銦作為活性組分，擔載在硅鋁比10-50的H-beta分子篩上。H-beta分 子篩上擔載鈷和銦的重量百分比含量均為1-5％。

進一步地，所述Co∶In∶Hbeta分子篩的重量比為2-5∶2-5∶100。

一種上述Co-In/Hbeta催化劑的制備方法，該方法為：將摩爾濃度為 0.05-0.2mol/L的硝酸鈷和硝酸銦溶液共浸漬到H-beta分子篩上，室溫靜置20-26 小時，100-120℃烘3-6小時。然后在400-600℃下焙燒2-6個小時，最后壓片粉 碎過篩40-60目，得到Co-In/Hbeta催化劑。

一種脈沖等離子體協同催化凈化燃煤煙氣中氮氧化物的方法，該方法為： 在10000h^-1的空速條件下，以低碳烴為還原劑，以Co-In/Hbeta為催化劑催化還 原煙道氣的氮氧化物。煙道氣中的低碳烴與氮氧化物體積濃度比為0.5-3，反應 溫度為200-500℃，氧氣體積濃度為2.0-8.0％，二氧化碳體積濃度為8-15％，水 汽濕度為3-10％，二氧化硫體積濃度為100-4000ppm。

進一步地，所述低碳烴的含碳量為1-3。

本發明的有益效果是：

1.本發明以Blumlein脈沖形成網絡型窄脈沖高壓電源為等離子體產生電 源，以陶瓷介質阻擋反應器為等離子體發生器。該電源具有較高的輸出脈沖功 率，和較窄的脈沖前沿。此類型反應器可以與該電源形成較好匹配，而且價格 便宜。

2.本發明以低碳烴為還原劑，通過等離子體誘導催化來提高Co-In/Hbeta催 化劑在反應溫度區間(200-500℃)NO_x的轉化率，NO_x轉化率最高達到98％以上。 并提高Co-In/H-beta催化劑抗水抗硫性。

3.本發明提供一種脈沖等離子體誘導選擇性催化還原氮氧化物的工藝，有 效降低催化劑活性溫度并提高催化劑的抗水抗硫性。該催化劑制備方法簡單， 價格相對比較便宜，采用簡單的共浸漬法制備了Co-In/Hbeta催化劑，催化活性 效果明顯。

4.本發明有效地降低了催化劑的活性溫度，提高了催化劑的抗水抗硫性， 對于氮氧化合物消除反應的實際工業應用有極大的實用意義。

具體實施方式