[發明專利]一種多級微-介孔低溫催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910292390.7
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109908951B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 石應杰;李健;王華生;朱金偉;黃家玉;束韞;龍紅艷;張凡
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;B01J37/10;B01J35/10;B01J37/08;B01J37/02;C01B39/40;B01D53/86;B01D53/48;B01D53/50
• 代理公司: 北京匯眾通達知識產權代理事務所(普通合伙) 11622
• 代理人: 梁明升

本發明公開了一種多級微?介孔低溫催化劑及其制備方法，該催化劑由下述通式(1)表示，W?LaMnO₃/HZSM?5?X…通式(1)其中，所述通式(1)中，HZSM?5?X為載體，X表示SiO₂與Al₂O₃摩爾比的比值；W:La:Mn摩爾比為(0.2?0.25):1:1。采用固體廢棄物粉煤灰為主要材料提取Si、Al合成HZSM?5?X，為固體廢物再利用。合成的W?LaMnO₃/HZSM?5?X，比表面積達到320?417m²/g，具有抗拒廢氣中有機硫和SO₂的毒化特性，廢氣中H₂O與W?LaMnO₃/HZSM?5?X形成強氧化物H₅O₂⁺促進VOCs氧化。制備的催化劑催化溫度在低溫240?300℃，提高W?LaMnO₃/HZSM?5?X的應用范圍。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，特別是涉及一種催化氧化揮發性有機物的多級微-介孔低溫催化劑及其制備方法。

背景技術

油煙是食品加工和餐飲行業最主要的大氣污染物之一，油膩細顆粒物粒徑在20-100納米之間，濃度可高達200毫克/立方米。油煙中含有大量的揮發/半揮發性有機物，主要有醛、酮、烴、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、內酯、雜環化合物等污染物，未經處理的油煙排放對周邊空氣質量環境造成嚴重影響，特別是刺激性味道較大有機物，會對人體嗅覺產生較強烈的敏感反應，企業周邊居民投訴較多。

現有油煙治理技術主要包括傳統凈化技術：堿液洗滌、靜電處理、UV光解和活性炭吸附等技術手段。

目前油煙及VOCs處理存在以下三大不足：

第一、常規處理設備對油煙處理效果差。油煙普遍敞開系統收集，系統收集過量空氣，油煙廢氣量大，后續處理設備負荷高，需要龐大的處理系統。油煙粒徑為20-100納米的超細顆粒物，在排氣中以氣溶膠形式存在，且難溶于水，因而洗滌設備的凈化效率有限，洗滌廢水易產生二次污染。油煙中油脂濃度最高可達20-100mg/m³，粘附性強，極易粘附在管道、凈化設備(過濾分離、靜電、光解等)上，導致凈化設備難以持續穩定運行，清理設備中油脂工作量大。過濾分離設備隨著過濾時間延長,濾層阻力逐漸增大,油煙處理效果變差且濾料易破損,因吸附材料清洗困難,濾料難以重復使用,且廢棄單獨處置時易產生二次污染。

第二、常規處理設備對揮發/半揮發有機物異味難處理。油煙廢氣中存在大量揮發/半揮發有機物主要有烴類(一(二)氯甲烷、二氯二氟甲烷、氯乙烷、正己(庚)烷等)、烯類(丙烯、氯乙烯、丁二烯等)、含氧有機物(酮類、醛類)等，是異味的主要來源。傳統凈化技術(洗滌、靜電、光解等)對有機物的分解去除效率差。

第三、催化燃燒時廢氣中硫宜使催化劑中毒。燃燒處理時若有機硫對油煙油脂和有機物的燃燒處理最徹底而且效率高，但因風量大(單臺爐灶風量達到2000m3/h)，揮發/半揮發有機物濃度相對燃燒而言低，廢氣直接催化燃燒能耗巨大難以實現；當爐灶燃料為焦炭時，燃燒廢氣混入油煙時焦炭燃燒的硫份易使催化劑中毒，降低催化燃燒效率。

根據資料查閱，VOCs氧化催化劑及其制備方法有如下一些專利：

CN20181032724.1公開了一種整體式VOCs氧化催化劑及其制備方法。所述整體式VOCs氧化催化劑包括載體，均勻嵌入所述載體內部且在所述載體的表面上均勻分布的催化劑涂層以及所述催化劑涂層中均勻分散的活性組分和助劑，其中所述載體為瓦楞纖維紙基材卷制或層疊形成的整體式瓦楞纖維紙載體。