[發(fā)明專利]用于RCO?SCR一體式反應(yīng)的催化劑的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510272333.4 | 申請日： | 2015-05-25 |
| 公開（公告）號： | CN104971719B | 公開（公告）日： | 2017-07-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙偉榮;陳金勝 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | B01J23/66 | 分類號： | B01J23/66;B01D53/90;B01D53/56;F23G7/07 |
| 代理公司： | 杭州中成專利事務(wù)所有限公司33212 | 代理人： | 周世駿 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 rco scr 體式 反應(yīng) 催化劑 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于化學(xué)催化劑及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用二甲胺為還原劑的RCO-SCR(蓄熱式催化燃燒—選擇性催化還原)整體式MgO-CaO-Au-Pd/Al2O3-堇青石催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)
我國是合成革生產(chǎn)大國與使用大國，目前共有合成革企業(yè)2000多家。合成革產(chǎn)業(yè)已成為我國塑料行業(yè)的重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)的合成革制備工藝中，利用二甲基甲酰胺(DMF)為有機溶劑浸漬或涂覆基布，再用水將其置換出來。這使得生產(chǎn)廢水中含有較高濃度的DMF，目前大部分企業(yè)主要采用精餾方法對其進行回收。然而在對精餾產(chǎn)生廢水進行處理的過程中常常伴隨著二甲胺有機廢氣的排放，對周圍的環(huán)境造成污染。
二甲胺又稱氨基二甲烷，簡稱DMA，結(jié)構(gòu)式為CH3NHCH3，屬于典型的仲胺類有機物。DMA是一種無色易燃氣體，氣味難聞，臭味閾值極低，具有明顯的致癌作用，對人體和環(huán)境影響極大，且性質(zhì)穩(wěn)定，難以降解處理。由于DMA與氨的分子結(jié)構(gòu)較為相近，二者的化學(xué)性質(zhì)也有一定的相似性。DMA屬于極性物質(zhì)，呈弱堿性，還原性強，在某些反應(yīng)中可以替代氨參與反應(yīng)，如DMA可以代替NH3還原劑進行氮氧化物的選擇性催化還原反應(yīng)(SCR)。
氮氧化物(NOx)是NO、NO2、N2O和N2O5等一系列化合物的統(tǒng)稱。隨著我國今年來環(huán)保要求日益嚴格，NOx排放問題被重點關(guān)注，相關(guān)技術(shù)標準與規(guī)范相繼出臺。2014年5月16日，環(huán)保部發(fā)布了《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2014)，對重點地區(qū)燃煤鍋爐的NOx排放標準由以前的無限制提高到了200mg/m3，燃油鍋爐和燃氣鍋爐的標準則由400mg/m3分別提高到了200mg/m3和150mg/m3。2010年2月，環(huán)保部發(fā)布《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性催化還原法》(HJ562-2010)和《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性非催化還原法》(HJ563-2010)兩則規(guī)范，指明了煙氣脫硝的技術(shù)路線和施工工藝。其中選擇性催化還原(SCR)法是應(yīng)用最為廣泛的脫硝方法。
SCR法的原理是利用還原劑的還原性能，在催化劑作用下選擇性地將NOx還原為N2等無害物質(zhì)。目前工業(yè)應(yīng)用中常用的還原劑為尿素、氨水、純氨等氨類物質(zhì)，也有采用烴類物質(zhì)為還原劑的研究與應(yīng)用，而DMA同樣可以在SCR反應(yīng)中起作用。在合適的催化劑作用和一定的溫度條件下，DMA會與NOx發(fā)生RCO-SCR一體式反應(yīng)，生成無害的N2和H2O等物質(zhì)(如式1)。該反應(yīng)在還原NOx的同時，也氧化了難以處理的DMA，節(jié)省了大量的氨資源。合成革產(chǎn)業(yè)中DMA的產(chǎn)生量較大，一個年產(chǎn)量400萬米的合成革公司，在廢液中DMF回收率達到90％的條件下，DMA產(chǎn)生量達250t/a，將其用作SCR還原劑則每年可替代3600t氨，
式1中也可能發(fā)生副反應(yīng)生成少量N2O，
式2為競爭性反應(yīng)。
DMA雖然與NH3結(jié)構(gòu)相近，但甲基的替代導(dǎo)致二者的極性大小、還原性強弱等性質(zhì)有一定的差別，兩種物質(zhì)在SCR反應(yīng)中所適用的條件和催化劑都有所區(qū)別。目前工業(yè)中廣泛使用的，是適用于氨類還原劑的V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化劑。該催化劑是以V2O5為活性組分，以摻雜MoO3和WO3的TiO2為載體，以玻璃纖維為骨架，混合煉制后擠壓成蜂窩狀，在300℃至350℃的溫度區(qū)間可以達到90％的脫硝效率。但該催化劑并不適用于二甲胺還原過程，當釩基催化劑與二甲胺共同作用還原NOx時，300℃至350℃的溫度區(qū)間脫硝效率不到50％。其原因在于不恰當?shù)拇呋瘎?dǎo)致SCR過程選擇性較差，副反應(yīng)增多，大量二甲胺自身氧化生成NOx(如式3)：
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