[發明專利]一種CO-SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210303150.4
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114471559B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 黃幫福;文楨晶;施哲;楊征宇;代蒙;李婉君;羅柳賓;自高勇
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J37/34;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種CO?SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑及其制備方法與應用，屬于煙氣凈化技術領域。本發明CO?SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑，包括載體和活性成分，載體為經磷酸活化的果殼活性炭，活性組分為CuO和Cu₂O，活性組分中Cu元素與果殼活性炭的質量比為0.4～1.2:10。本發明抗Zn毒化Cu/AC催化劑可作為脫硝催化劑且以CO為還原劑脫除煙氣中NO，明顯提高了銅基催化劑的抗Zn毒化能力且制備工藝簡單、能耗低、銅氧化物分散性好、環保無污染，且具有脫硝效率高、氮選擇性好等特點，具有較強的工業應用價值。

技術領域

本發明涉及一種CO-SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑及其制備方法與應用，屬于煙氣凈化技術領域。

背景技術

氮氧化物(NO_x)是燃料燃燒過程中排放的主要空氣污染物之一，會造成酸雨、臭氧消耗和光化學煙霧等環境問題，威脅地球上所有生物的健康。由于全球范圍內對NO_x排放規定越來越嚴格，減少其排放受到了學術界和工業界的廣泛關注。以NH₃為還原劑的選擇性催化還原技術是控制NO_x污染的有效手段，但NH₃本身是一種有毒氣體，成本高且易泄露，容易造成化學事故、催化劑中毒和管道腐蝕等問題。

此外，進入SCR反應器的煙氣中含有大量粉塵及金屬會堵塞催化劑孔隙，所含金屬(Zn、Pb、Ca、As、K、Na等)，會導致催化劑失活，特別是重金屬Zn作為煙氣中主要成分，少量Zn就會造成催化劑失活，降低其使用壽命造成了經濟負擔。故，急需開發出高效的抗Zn毒化的SCR脫硝催化劑。

發明內容

針對現有技術煙氣脫硝中SCR工藝存在的問題，提供一種CO-SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑及其制備方法與應用，本發明以廉價的果殼活性炭為載體，采用銅氧化物作為活性組分，實現以CO為還原劑，即使在含有鋅的煙氣中，催化溫度100-500℃下也可實現對NO_x的高效脫除；也可解決現有煙氣脫硝中SCR工藝催化劑脫硝率不高、孔道易堵塞、易中毒、壽命短等技術問題。

一種CO-SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑，包括載體和活性成分，載體為經磷酸活化的果殼活性炭，活性組分為CuO和Cu₂O，活性組分中Cu元素與果殼活性炭的質量比為0.4～1.2:10。

所述CO-SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑的制備方法，具體步驟如下：

(1)將果殼活性炭加入到去離子水中清洗，在溫度為60～℃下超聲處理2～4h，固液分離，固體烘干即得預處理果殼活性炭；

(2)將步驟(1)預處理果殼活性炭置于磷酸中活化處理，再調節活化體系的pH值為5-7得到活化AC載體；

(3)將步驟(2)活化AC載體加入到硫酸銅溶液中超聲浸漬2～4h，固液分離，固體烘干得到浸漬AC；

(4)在保護氣氛下，將步驟(3)浸漬AC勻速升溫至焙燒溫度并恒溫焙燒4～8h即得CO-SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑；

所述步驟(2)磷酸濃度為2～4mol/L，磷酸活化的溫度為80～100℃，時間為2～4h；

所述步驟(3)硫酸銅溶液濃度為0.500～1.635mol/L，超聲浸漬溫度為60～80℃；

所述步驟(4)保護氣氛為氮氣或氬氣氛圍；

所述CO-SCR脫硝抗Zn毒化Cu/AC催化劑在催化脫除含鋅煙氣中NO的應用：以CO為還原劑，催化溫度為100-500℃。