[發(fā)明專利]一種脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110684768.5
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113318748A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張德生
• 申請（專利權(quán)）人: 北京晨晰環(huán)保工程有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J23/889;B01J29/16;B01J37/00;B01J37/03;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用，所述制備方法包括以下步驟：(1)將混合金屬鹽溶液與堿液混合進行沉淀處理，得到沉淀物；(2)對步驟(1)得到的沉淀物進行焙燒處理得到前驅(qū)體氧化物；(3)將步驟(2)得到的前驅(qū)體氧化物和分散劑混合，經(jīng)球磨處理得到所述脫硝催化劑；其中，所述混合金屬鹽溶液的溶質(zhì)包括錳鹽、鈷鹽或鈰鹽中的任意兩種或三種的組合。本發(fā)明通過沉淀法有效的控制金屬氧化物的一次顆粒大小，再經(jīng)過球磨后易在二次顆粒上形成多種類的催化表面缺陷，催化活性高，制備工藝簡單，過程可控性強，是一種簡單易行、價格低廉、環(huán)境友好的制備催化劑的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙氣脫硝催化劑領(lǐng)域，涉及一種脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

工業(yè)煙道氣中的氮氧化物(NO_x)是主要的空氣污染物之一，會導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、酸雨和臭氧層消耗環(huán)境等問題。通常在燒結(jié)煙氣、焦爐煙氣和燃煤工業(yè)爐煙氣中含有一定量還原性的一氧化碳(CO)。使用CO進行氮氧化物脫除(de-NO_x)不僅可以降低污染控制成本，而且可以同時消除煙道氣中的NO_x和CO。近年來，已經(jīng)嘗試將該技術(shù)(CO-SCR)應(yīng)用于工業(yè)煙氣。

在工業(yè)中CO-SCR反應(yīng)的應(yīng)用中仍然存在兩個主要挑戰(zhàn)，富氧條件和相對較低的溫度。為了探索適用于富氧低溫條件的催化劑，用于CO-SCR反應(yīng)技術(shù)的催化劑的研究進展，包括貴金屬催化劑和過渡金屬催化劑。貴金屬催化劑在富氧條件下的研究取得了一定進展。Tamai T等人(Catalysis Communications,2007,8(6):885-888.)研究在O₂，SO₂和H₂O存在下，以不同元素摻雜的Ir/SiO₂催化劑，當添加劑與Ir的含量比為1:10時催化活性的積極影響。過渡金屬催化劑在富氧條件下的CO-SCR反應(yīng)中的研究也取得了一定成效。專利申請?zhí)?02010196025.9提出將混合金屬鹽為錳鹽和其他金屬鹽沉淀物經(jīng)球磨后煅燒，具有良好的抗水性CO-SCR催化催化，并解決了反應(yīng)過程中CO+O₂的競爭問題。Sreekanth等人(Catalysis Letters,2008,122(1-2):37-42.)研究在200℃時，MnO_x/TiO₂催化劑在有氧的條件下具有較高的N₂選擇性，氧含量由0升高至4％時，催化劑活性逐漸升高。Venegas等人(Catalysis ScienceTechnology,2019,9.)提出Cu/SmCeO₂/TiO₂催化劑在有氧條件下，NO轉(zhuǎn)化率可以達到100％。Wen等(Journalof Molecular CatalysisA:Chemical,2002,180(1/2):187-192.)研究發(fā)現(xiàn)，當體系中O₂體積分數(shù)為0.5％(O₂/CO＝0.36)時，Cu-Ce催化劑在315℃下NO轉(zhuǎn)化率可達到100％。Li等(Chemical Engineering Journal,2014,255:126-133.)考察O₂濃度對Fe基催化劑CO-SCR的影響發(fā)現(xiàn)，無O₂時700℃下NO轉(zhuǎn)化率為100％，有O₂(O₂/CO＝0.4)時NO轉(zhuǎn)化率下降到55％，如繼續(xù)提高O₂濃度(O₂/CO≥0.4)，NO轉(zhuǎn)化率急劇下降至0。付玉秀等(中國環(huán)境科學(xué)，2018,38(8):2934-2940.)在O₂體積分數(shù)為5％、CO:NO＝2:1的體系下，當Ce:CO＝3:7時的Ce-Co二元復(fù)合金屬氧化物催化劑，NO最高轉(zhuǎn)化率為84％(250℃)。

然而，以上研究仍存在一些問題，包括貴金屬催化劑成本高、資源緊缺，反應(yīng)在較低含氧濃度的反應(yīng)條件，仍具有富氧條件還原選擇性不高等問題。目前，很少有關(guān)于非貴金屬的富氧條件CO-SCR反應(yīng)脫硝催化劑的制備方法。因此，開發(fā)一種使用廉價過渡金屬進行催化的脫硝催化劑對富氧條件CO-SCR反應(yīng)的工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容