[發(fā)明專利]用于氧化氨的催化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780009708.5
• 申請日: 2017-02-03
• 公開（公告）號: CN109195701B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·鮑爾;S·M·拉爾森;呂競
• 申請（專利權(quán)）人: 莊信萬豐股份有限公司
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01J23/48;B01D53/94;B01J29/04;B01J29/064;B01J35/04;B01J35/10;B01J37/00
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 趙方鮮

一種用于氧化氨的催化劑，所述催化劑包含選擇性催化還原(SCR)催化劑和具有縱向延伸的平行通道的復(fù)合非均相擠出式蜂窩，所述通道部分地由具有總縱向長度的通道壁限定，其中所述通道壁包含孔結(jié)構(gòu)，所述孔結(jié)構(gòu)包括嵌入無機基質(zhì)組分中的多孔單元的周期性排列，所述多孔單元中的至少一些至少部分地由包含負(fù)載在載體材料的顆粒上的貴金屬的催化活性材料的活性界面層限定。

本發(fā)明涉及一種用于處理燃燒廢氣的催化劑，并且具體而言涉及 一種用于氧化用作在選擇性催化還原反應(yīng)中將氮氧化物還原至二氮的 還原劑的氨(所謂的“泄漏”氨)或用于氧化在硝酸裝置的廢氣中的氨的 催化劑。

在諸如燃氣輪機的發(fā)電站中和在車輛發(fā)動機中，烴基燃料的燃燒 產(chǎn)生主要含有相對良性的二氮(N₂)、水蒸氣(H₂O)和二氧化碳(CO₂)的 煙道氣或廢氣。但煙道氣和廢氣還含有相對少的有害和/或有毒物質(zhì)， 諸如來自不完全燃燒的一氧化碳(CO)，來自未燃燒燃料的烴(HC)，來 自相對較高燃燒溫度的從大氣二氮固定的氮氧化物(NO_x)，以及微粒物 質(zhì)(固體微粒煙灰或固體微粒煙灰和吸附液態(tài)烴的組合)。為了減輕釋 放至大氣中的煙道氣和廢氣的環(huán)境影響，期望的是優(yōu)選通過進而不產(chǎn) 生其他有害或有毒物質(zhì)的方法來消除或減少不期望組分的量。

通常，來自發(fā)電站的煙道氣和來自車輛發(fā)動機的廢氣具有凈氧化 效果，這是由于其中所含的相對高比例的氧和包括NO_x的其他氧化物 類，以確保烴燃料盡可能完全燃燒。在存在于這類廢氣中的法定污染 物之中，較難以去除的組分中的一種是NO_x，其包括一氧化氮(NO)、 二氧化氮(NO₂)和一氧化二氮(N₂O)；統(tǒng)稱為“氮氧化物”或“NO_x”。將 NO_x還原至N₂是特別成問題的，因為廢氣含有過量的氧和氧化物類， 是一種有利于氧化反應(yīng)而不是還原反應(yīng)的環(huán)境。盡管如此，可以通過 通常被稱為選擇性催化還原(SCR)的工藝來還原NO_x。

SCR工藝涉及在催化劑和諸如氨的含氮還原性試劑(或“還原劑”) 的存在下，將NO_x轉(zhuǎn)化成單質(zhì)氮(N₂)和水。在SCR工藝中，將諸如氨 或氨前體、如尿素的氣態(tài)還原劑添加至含有NO_x的廢氣流中，之后使 該混合物與SCR催化劑接觸。將還原劑吸附至催化劑上，并且NO_x還原反應(yīng)隨著氣體穿過或經(jīng)過經(jīng)催化基材而進行。將氨用作還原劑的 化學(xué)計量SCR反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O

SCR催化劑是已知的，并且包括負(fù)載在二氧化鈦上的基于氧化釩 的催化劑(參見L.Casagrande等人，Applied Catalysis B: Environmental，22(1999)63-77)；以及利用諸如銅或鐵的過渡金屬促 進的沸石(參見美國專利號5516497和WO 2008/106519)。還已知將SCR催化劑摻合入過濾器基材來去除微粒物質(zhì)和NO_x兩者(參見WO 2005/016497)。