[發(fā)明專利]處理含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物的組合催化劑和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110504624.7
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN113181956A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程杰;趙挺;郝鄭平;張中申
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J29/46
• 分類號(hào): B01J29/46;B01J23/656;B01J23/83;B01J29/76;B01J23/44;B01J29/85;B01J23/42;B01J37/10;B01J37/08;B01J37/02;F23G7/07
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 張灑灑

本發(fā)明公開了一種處理含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物的組合催化劑和方法，屬于催化燃燒環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的組合催化劑的Cu、Ag體系催化劑優(yōu)先將復(fù)合污染物的含氮成分選擇氧化成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氮?dú)猓偻ㄟ^Pt、Pd貴金屬體系催化劑將剩余有機(jī)組分完全礦化。本發(fā)明的組合催化劑和方法受污染物的種類、濃度、氣體空速的限制極小，普遍適用于含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物的催化燃燒處理。對具有典型含氮復(fù)合污染排放特征的行業(yè)，如石化、涂裝、合成革等行業(yè)的有機(jī)廢氣凈化具有重要意義，可長時(shí)間穩(wěn)定地將廢氣中的含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物轉(zhuǎn)化成為二氧化碳、水、氮?dú)猓瑤缀醪划a(chǎn)生氮氧化物，催化劑的穩(wěn)定性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化燃燒環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物的組合催化劑和方法。

背景技術(shù)

揮發(fā)性有機(jī)污染物（Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs）的是細(xì)顆粒物（PM_2.5）和臭氧（O₃）形成的重要前體物。VOCs的排放不但對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且多數(shù)VOCs具有毒性、致癌性和致畸性會(huì)對人體健康帶來直接或間接的危害。含氮揮發(fā)性有機(jī)物（Nitrogen-containing Volatile Organic Compounds，簡稱NVOCs），主要包括腈類、脂肪胺類、醇胺類、酰胺類、芳香胺類、硝基類等污染物，是工業(yè)排放中一類常見有機(jī)污染物，在多種工業(yè)過程中有排放，如石油化工、涂裝、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成革等行業(yè)。部分NVOCs具有惡臭，如三甲胺，或劇毒，如氰化氫，對人體健康造成嚴(yán)重威脅。目前，VOCs的控制治理技術(shù)主要包括吸附、吸收、催化燃燒、生物處理、熱力燃燒、等離子體、膜分離和冷凝等，其中催化燃燒技術(shù)具有凈化效率高、反應(yīng)過程與產(chǎn)物易于控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前公認(rèn)的徹底消除VOCs的有效手段之一。

利用選擇催化燃燒技術(shù)對含氮有機(jī)物進(jìn)行降解，需要同時(shí)滿足有機(jī)物和氮氧化物的排放要求，如2019年新發(fā)布的《制藥行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《涂料、油墨及膠粘劑工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》均明確指出VOCs燃燒裝置除滿足有機(jī)物的排放要求外，還需滿足氮氧化物的排放限值（ 200 mg/m³），而氮氧化物的控制正是NVOCs催化燃燒技術(shù)實(shí)施的重要難點(diǎn)。所幸目前國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)對于NVOCs催化燃燒材料開發(fā)與改性、催化燃燒技術(shù)開發(fā)已經(jīng)取得一定的技術(shù)突破，如CN103212288B、CN102734812B、CN109289911A、CN106732577B均公開了用于NVOCs催化燃燒的催化劑或方法。

然而，實(shí)際工業(yè)有機(jī)廢氣成份復(fù)雜，如石化、涂裝等行業(yè)涉及含氮有機(jī)廢氣排放的廢氣通常還伴有芳香烴和含氧有機(jī)物廢氣。因此開發(fā)針對含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物的方法和催化劑，對工業(yè)廢氣凈化具有重要意義。

截至目前，與含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物協(xié)同催化燃燒相關(guān)的研究，僅有專利CN106732577B公開了一種含氮有機(jī)物催化燃燒的Ir/Al₂O₃催化劑，可用于同時(shí)處理丙烯腈和丙烯的有機(jī)廢氣。然而，在該發(fā)明中，丙烯作為丙烯腈生產(chǎn)過程中形成的典型副產(chǎn)物，與其他工藝、其他行業(yè)的復(fù)合污染排放特征有顯著差別。因此，該發(fā)明報(bào)道的催化劑適用范圍十分有限。

綜上所述，盡管NVOCs復(fù)合污染物協(xié)同催化凈化技術(shù)的開發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，但是目前的研究還未見普遍適用于NVOCs復(fù)合污染物協(xié)同催化凈化的的方法和催化劑報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種處理含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物的組合催化劑和方法，以空氣作為氧化劑，氣壓為常壓，在一定的反應(yīng)溫度下，可長時(shí)間穩(wěn)定地將廢氣中的含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物轉(zhuǎn)化成為二氧化碳、水、氮?dú)猓瑤缀醪划a(chǎn)生氮氧化物，催化劑的穩(wěn)定性好，燃燒的尾氣排放完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法具有凈化效率高、無有機(jī)副產(chǎn)物生成、氮?dú)膺x擇性高、催化劑壽命長等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于含氮揮發(fā)性有機(jī)復(fù)合污染物的協(xié)同催化凈化。