[發明專利]一種CO-SCR脫硝催化劑及制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010196025.9
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111229212B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 程星星;李向東;王志強;付加鵬;馬春元;王鵬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/889;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明提供了一種CO?SCR脫硝催化劑及制備方法與應用，其制備方法為：向混合金屬鹽的溶液中添加沉淀劑獲得沉淀物，將沉淀物球磨處理獲得粉末，將粉末加熱至450～850℃進行煅燒；所述混合金屬鹽為錳鹽和其他金屬鹽，所述其他金屬鹽為銅鹽、鐵鹽、鈰鹽、鈷鹽、鎳鹽中的一種或多種。本發明提供的催化劑具有良好的抗水性并有效解決CO?SCR催化過程中CO+O₂的競爭問題，解決現有的材料在含水蒸汽、氧氣雙重干擾條件下催化NOx脫除效率低的缺點。

技術領域

本發明屬于化學工程中的工業催化領域，涉及一種CO-SCR脫硝催化劑及制備方法與應用。

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。

氮氧化物和一氧化碳是現代社會工業生產生活中的兩種大氣污染物，對人類健康和環境危害重大。一氧化氮是氮氧化物的主要成分，主要來源于鋼鐵廠、火力發電廠、汽車尾氣等。在各種脫硝技術中，NH₃-SCR技術因其脫硝效率高、適應性強、選擇性好而成為目前世界上應用最多且最為成熟的脫硝技術。但該技術噴入的還原劑氨水會對管道產生腐蝕；而且，如果煙氣溫度低，氨水還會和煙道里的硫氧化物反應生成硫酸銨，從而堵塞煙道。再者，氨水作為另一種大氣污染物，控制不當容易泄露，造成二次污染，引起霧霾等嚴重問題。

在煙氣、廢氣和尾氣的組成成分中，還存在著含量同樣不可小覷的一氧化碳。用一氧化碳作為還原劑的CO-SCR技術不僅能有效彌補上述NH₃-SCR技術的不足，還因其來源廣泛、獲取方便、價格便宜、催化反應過程中不易碳沉積堵塞設備管道等成為一種極具吸引力和發展前景的脫硝技術。

根據本發明的發明人研究發現，目前在CO-SCR領域中，通常催化劑適用于不含有氧氣、水等成分的理想煙氣工況中的CO+NO催化反應，但當實際煙氣工況中一旦有氧氣、水某一種或多種存在，催化劑的催化效率將大幅降低。在高溫的有氧環境下，煙氣中CO首先與O₂發生反應導致氮氧化物不能被還原；煙氣工況中的水蒸氣也對催化劑的催化性能產生中毒失活現象，所以現有CO-SCR催化劑存在抗水性能差、實用性不強等缺陷。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種CO-SCR脫硝催化劑及制備方法與應用，該催化劑具有良好的抗水性并有效解決CO-SCR催化過程中CO+O₂的競爭問題，解決現有的材料在含水蒸汽、氧氣雙重干擾條件下催化NOx脫除效率低的缺點。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一方面，一種CO-SCR脫硝催化劑的制備方法，向混合金屬鹽的溶液中添加沉淀劑獲得沉淀物，將沉淀物球磨處理獲得粉末，將粉末加熱至450～850℃進行煅燒；所述混合金屬鹽為錳鹽和其他金屬鹽，所述其他金屬鹽為銅鹽、鐵鹽、鈰鹽、鈷鹽、鎳鹽中的一種或多種。

本發明中利用錳鹽和銅鹽、鐵鹽、鈰鹽、鈷鹽、鎳鹽等其他金屬鹽作為原料采用沉淀法制備CO-SCR脫硝催化劑，其中，錳作為活性成分，能夠催化CO對氮氧化物進行還原。經過實驗發現，當向錳活性成分中添加銅、鐵、鈰、鈷或鎳，能夠改善水蒸汽對催化劑的毒害作用，并改善氧氣與氮氧化物對一氧化碳的競爭，使一氧化碳優先與氮氧化物發生催化還原反應。同時，經過沉淀后進行球磨處理，能夠使催化劑微觀結構分布均勻，表面呈現多孔結構，微觀表面積增大，為催化反應提供更多的表面活性位點和更大的反應場所，不僅能夠進一步能夠改善水蒸汽對催化劑的毒害作用，而且還能夠提高催化還原效率。

另一方面，一種CO-SCR脫硝催化劑，由上述制備方法獲得。

第三方面，一種上述CO-SCR脫硝催化劑在煙氣處理中的應用。

本發明的有益效果為：