[發明專利]鈷-鉻改性催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910983709.0
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110721701B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 王棟;彭悅;韓奎華;李俊華;路春美;王斌;高傳
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J23/887
• 分類號: B01J23/887;B01J23/889;B01J23/28;B01J23/86;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/44
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 孫維傲

本發明公開了一種鈷?鉻改性催化劑及其制備方法和應用，該鈷?鉻改性催化劑包含原料：(i)催化劑載體，包括二氧化鈦；(ii)金屬催化劑，包括鉻源前驅體、鈷源前驅體、釩源前驅體和鉬源前驅體；其中，催化劑中含釩量不低于2wt％。該催化劑可實現催化劑在高效脫除氮氧化物的同時，對含硫揮發性有機物催化氧化，最終實現對含硫揮發性有機物和NO_x的協同凈化。

技術領域

本發明涉及環保領域，具體涉及一種鈷-鉻改性催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

氮氧化物(NO_x)和揮發性有機物(VOCs,Volatile OrCrnic Compounds)等污染物是大氣灰霾的主要前驅體。NO_x是全球大氣污染主要污染物之一，引起光化學煙霧、酸雨、臭氧層破壞等環境問題，嚴重影響人們的生存環境和生活質量，對環境和社會造成巨大損害，針對固定源燃燒排放，各國制定了日益嚴格的排放標準。含硫揮發性有機物，比如甲硫醇，是一種具有不愉快氣味的典型，在天然氣工業、石油加工、畜牧業生產過程中均有不同程度的排放。它排放后極易在大氣中產生酸性氣溶膠從而引起光化學煙霧污染、酸雨等環境問題，且對人體具有毒害作用。在工業排放過程中，由于其具有較強酸性，易對下游設備造成腐蝕，因此其在工業煙氣中的去除尤為重要。工業應用中對含硫VOCs的去除主要通過吸附法、生物法和催化燃燒法，催化燃燒法由于具有較高活性和較少的副產物而受到廣泛關注。

目前，選擇性催化還原(SeIective Catalytic Reduction，SCR)技術是燃煤電廠應用最為廣泛的脫硝技術，它的原理是在適當溫度條件下，還原劑在催化劑作用下把NO_x僅轉化為N₂和H₂O。還原劑可以是碳氫化合物(如甲烷、丙烯等)、氨、尿素等，工業應用中，主要使用的還原劑為氨(NH₃)，由于技術成熟且脫硝效率較高，NH₃-SCR技術已經成為各國燃煤火電廠脫硝的主流技術。

目前傳統的釩鎢鈦體系的SCR催化劑通常采用TiO₂作為載體，V₂O₅作為活性成分(釩的含量一般不超過1wt％)，并以WO₃(三氧化鎢)或MoO₃(三氧化鉬)作為助催化劑，該種催化劑具有較高活性和抗SO₂特性，多用于電廠(比如V₂O₅-WO₃/TiO₂或V₂O₅-MoO₃/TiO₂是應用廣泛的商業SCR催化劑)，申請人發現這類催化劑存在低溫活性差、操作溫度范圍窄、活性組分V₂O₅具有生物毒性的缺陷，舉例說明，比如，其反應工作溫度為300-400℃，溫度范圍特別窄，而一般的工業行業的排煙溫度較低，比如一般垃圾焚燒爐、鋼鐵燒結等排放煙氣溫度較低都低于300℃，傳統高溫脫硝催化劑不適合排放狀況復雜的垃圾焚燒煙氣。當煙氣溫度接近催化劑最佳反應溫度時，反應速率較高，否則，實現相同脫硝效率所需的催化劑量要增大，催化劑量的增大必然增加SCR脫硝成本。與此同時，傳統的SCR催化劑往往在脫硝的同時并不具有脫除VOCs的功能。