[發明專利]一種具有良好抗水性的低溫NOx吸附催化劑以及制備方法

有效

• 申請號: 201810147260.X
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108355606B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 程星星;張興宇;馬春元;王志強;孫培亮;常景彩
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J20/00
• 分類號: B01J20/00;B01D53/86;B01D53/56;B01J23/889;B01D53/02
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 王志坤

本發明提供了一種具有良好抗水性的低溫NOx吸附催化劑以及制備方法，屬于材料制備、環境凈化和煙氣處理技術領域。該制備方法包括以下步驟：采用兩步水熱合成法制備催化劑，采用ZrO₂作為載體，采用鈰鹽和鐵、錳、鑭鹽中的一種、兩種或者三種的混合作為氧化組分，將NO氧化為NO₂，并將銅鹽、鈷鹽或者混合作為催化組分，再經焙燒得到，實現催化劑在有水蒸氣存在的條件下對低溫吸附煙氣中NOx的吸附，在燃煤電站，鋼鐵廠及硝酸廠等尾氣NOx凈化方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于吸附催化劑技術領域，具體涉及具有良好抗水性的低溫NOx吸附催化劑以及制備方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展，國民生活要求的提高，環境污染帶來的壓力日益加大，氮氧化物作為當前大氣污染的主要污染物之一，其治理水平與我國大氣環境優劣息息相關。燃煤電站作為氮氧化物集中排放的主要污染來源，其排放的煙氣中氮氧化物減排成為當今治理的重要目標，煙氣脫硝也成為燃煤電站必備的環保設施，該設施通常采用NH₃-SCR(氨法選擇性催化還原法)脫硝技術進行脫硝，其原理是NH₃或者尿素作為還原劑，在催化劑的作用下將NO_x還原為N₂，達到去除氮氧化物的目的。目前工業燃煤電站所采用的NH₃-SCR催化劑一般V-W-Ti系催化劑，但該催化劑最佳反應溫度需要在300℃以上。而對于低溫煙氣的處理目前并沒有較為成熟的技術。

NOx吸附法作為極具發展潛力的技術，在制備硝酸尾氣處理中得到廣泛的應用，低溫煙氣應用最多的是活性焦/活性炭法，該方法采用活性焦/活性炭作為吸附劑，通過吸附煙氣中的NOx達到脫除煙氣中NOx的目的；然而，燃煤燃氣中NOx主要以NO的形式存在，NO難以吸附的特點導致該方法脫硝效率較低，研究發現活性焦/活性炭通過負載金屬氧化物可提高NO向NO₂的效率，然而負載金屬氧化物后活性焦/活性炭熱穩定性變差，炭損失變大，而且煙氣中H₂O的存在嚴重抑制NOx的吸附；更為重要的是，煙氣中一般含有10％左右的水蒸氣，H₂O與NOx存在競爭性吸附進一步降低脫硝效率。中國專利CN102000547A公開一種氯化亞銅改性蜂窩活性炭的吸附材料，該專利在處理無水NO_x時具有較高的效率，但專利沒有提及存在H₂O時NO_x吸附效率，中國專利CN103736458A公布了一種在室溫下有較高NOx吸附效率的活性炭-稀土基復合材料，但該專利所述吸附劑應用在室內處理等低NOx濃度，低溫度，低H₂O含量的條件下。因此針對低溫煙氣常規吸附劑/催化劑脫硝效率較低的缺點，特別是含有大量水蒸氣的氣氛中，難以滿足NOx排放法規的需要，迫切需要開發一種具有良好抗水性的低溫NOx吸附催化劑。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種具有良好抗水性的低溫NOx吸附催化劑，該催化劑具有良好的抗水性，解決現有的材料在含水蒸汽條件下NOx吸附效率較低的缺點。

本發明的另一個目的是提供一種具有良好抗水性的低溫NOx吸附催化劑的制備方法，為處理固定源低溫煙氣中NOx提供一種新的技術方案。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：

一種具有良好抗水性的低溫NOx吸附催化劑是由二氧化鋯載體、氧化組分和催化組分組成。組成中氧化成分5-40％，催化組分1-10％，其余為ZrO₂載體。

優選的，所述氧化組分為鈰鹽和鐵鹽的組合，或，鈰鹽和錳鹽的組合，或，鈰鹽和鑭鹽的組合，或，鈰鹽、鐵鹽和錳鹽的組合，或，鈰鹽、鐵鹽和鑭鹽的組合，或，鈰鹽、錳鹽和鑭鹽的組合，或，鈰鹽、鐵鹽、錳鹽和鑭鹽的組合。

進一步優選的，所述鐵鹽、錳鹽、鑭鹽三種鹽進行復合(兩種或者三種)組成時，鐵鹽、錳鹽、鑭鹽三種鹽的摩爾比例為7：3-3.5：6.5。