[發(fā)明專利]用于同步脫除燃煤煙氣中有機(jī)廢氣和NOx的改性蜂窩整體式催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011640379.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112657489B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡蕓;張益蘭;肖高飛;林焙隆;付名利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/30
• 分類號(hào): B01J23/30;B01J23/28;B01J23/72;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

本發(fā)明公開(kāi)了用于同步脫除燃煤煙氣中有機(jī)廢氣和NOx的改性蜂窩整體式催化劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明方法克服了目前商用擠出式催化劑用量大成本高、催化劑機(jī)械強(qiáng)度較低，在高硫、高氮、高氨煙氣中對(duì)有機(jī)廢氣的溫度窗口窄、活性低、CO_x選擇性低、氧化效率低的缺點(diǎn)，對(duì)高硫、高氮、高氨煙氣中有機(jī)廢氣表現(xiàn)出優(yōu)異的氧化性能，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢氣和NOx的同時(shí)去除。所制備的催化劑可廣泛應(yīng)用于高硫、高氮、高氨煙氣，工業(yè)鍋爐、燃煤電廠、鋼鐵廠等燃煤過(guò)程煙氣中有機(jī)廢氣與NOx單獨(dú)控制，有機(jī)廢氣與NOx同步凈化等等大氣污染控制領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于同步脫除燃煤鍋爐煙氣中有機(jī)廢氣和NOx的金屬?gòu)?fù)合改性蜂窩整體式催化劑及其制備方法與應(yīng)用的制備方法及其及其在高硫、高氮、高氨煙氣，工業(yè)鍋爐、燃煤電廠、鋼鐵廠等燃煤過(guò)程煙氣中有機(jī)廢氣與NOx單獨(dú)控制，有機(jī)廢氣與NOx同步凈化等大氣污染治理中的應(yīng)用。。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)燃煤過(guò)程中有機(jī)污染物生成機(jī)理認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足，更缺乏相應(yīng)控制手段。燃煤煙氣中的揮發(fā)性有機(jī)物具有環(huán)境成分復(fù)雜 (含有NH₃、NO和SO₂等)、濃度低(幾十mg/m3)、煙氣量大(百萬(wàn)級(jí))、毒性高等特點(diǎn)，無(wú)法直接應(yīng)用現(xiàn)有工業(yè)源VOCs吸附和催化氧化技術(shù)及材料。實(shí)際工況的SCR脫銷裝置中存在預(yù)留空間，比如“2+1”或者“3+1”結(jié)構(gòu)，且燃煤鍋爐的煙氣溫度區(qū)間滿足目前商業(yè)催化劑的運(yùn)行溫度。鑒于此，本研究擬將NO脫硝技術(shù)與有機(jī)物氧化技術(shù)聯(lián)用，即將有機(jī)物氧化的催化材料與商業(yè)的SCR催化劑進(jìn)行原位復(fù)合，或?qū)⒃蓄A(yù)留層填裝為有機(jī)物氧化催化劑，期望得到同時(shí)脫除NO和有機(jī)物的催化材料。

商業(yè)SCR催化劑目前主要有蜂窩狀、板式和波紋催化劑，其中蜂窩狀整體擠出式催化劑廣泛應(yīng)用于工業(yè)煙氣脫硝領(lǐng)域，但催化劑用量大成本高，且催化劑機(jī)械強(qiáng)度較低。在VOC的催化氧化工藝中，使用可以熱交換系統(tǒng)的堇青石材料，實(shí)現(xiàn)了多余熱量的有效回用，提高了VOCs凈化效率。

鑒于此，本發(fā)明針對(duì)燃煤煙氣的特性，開(kāi)發(fā)出了一種用于同步脫除燃煤鍋爐煙氣中有機(jī)廢氣和NOx的金屬?gòu)?fù)合改性蜂窩整體式催化劑，該催化劑在燃煤煙氣中具有寬溫度窗口及高CO_x選擇性和穩(wěn)定性。本發(fā)明制備的金屬?gòu)?fù)合改性蜂窩整體式催化劑為高硫、高氮、高氨煙氣，工業(yè)鍋爐、燃煤電廠、鋼鐵廠等燃煤過(guò)程煙氣中有機(jī)廢氣與NOx 單獨(dú)控制，有機(jī)廢氣與NOx同步凈化等凈化材料的制備與應(yīng)用提供了新的思路和方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種適應(yīng)高硫、高氮、高氨煙氣氛圍，能夠在工業(yè)鍋爐、燃煤電廠、鋼鐵廠等燃煤過(guò)程煙氣中對(duì)有機(jī)廢氣與 NOx進(jìn)行單獨(dú)控制或有機(jī)廢氣與NOx同步凈化的催化劑，應(yīng)用于大氣環(huán)境污染治理中。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

用于同步脫除燃煤煙氣中有機(jī)廢氣和NOx的改性蜂窩整體式催化劑的制備方法，將X前驅(qū)體、V前驅(qū)體、W前驅(qū)體溶解于熱水中，加入助劑和載體，然后煅燒而得到用于同時(shí)凈化燃煤有機(jī)廢氣和NOx 去除的金屬改性催化劑；所述X前驅(qū)體為鉬酸銨、硝酸銅、硝酸鐵、硝酸鈰或硝酸鈷；所述V前驅(qū)體為偏釩酸銨；所述W前驅(qū)體為鎢酸銨；所述各組分的添加量滿足：鉬、銅、鐵、鈰或者鈷的添加量為 1～10wt％，釩的添加量為0.5～10wt％，鎢的添加量為1～10wt％，所述助劑為硅溶膠、擬薄水鋁石或羥基纖維素。