[其他]氮氧化物還原催化劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100737
• 申請日: 1987-02-18
• 公開（公告）號: CN87100737A
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 威廉姆·H·格迪斯;查理斯·利姆;索馬斯·茨曼斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 諾頓公司
• 主分類號: B01J29/06
• 分類號: B01J29/06;B01J21/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 孫令華,林柏楠

在所有的礦物燃料的燃燒過程中都產(chǎn)生氮氧化物（NO_X）。由于這些NO_X排放物可能是產(chǎn)生酸雨的原因，以及人們對這一問題日益清楚的認識，從而促進了降低NO_X向大氣排放的催化材料的研究。

美國專利4，220，632和3，895，094號公開了在氨或其它還原劑的選擇催化還原中使用沸石。美國專利4，085，193號公開了在二氧化釩或其它金屬氧化物的存在下使用二氧化鈦來達到同樣的目的。美國專利4，473，535公開了用于同樣目的的銅置換沸石（絲光沸石）。總之，近年來有很多乙頒專利公開了降低廢氣中NO_X含量的方法。由于很多含有NO_X的氣流同時也含有對選擇催化還原催化劑的性能有不利影響氧化硫（SO_X），因而非常期望有一種能抗SO_X毒害的SCR催化劑。本發(fā)明就是涉及了在廢氣氣流，特別是含有SO_X的廢氣氣流中，在還原氣體（例如氨）的存在下，用來選擇催化還原（SCR）氮的氧化物的改進催化劑。

我們發(fā)現(xiàn)，具有改進的效率和抗SO_X中毒性的NO_X選擇催化還原催化劑，可以通過將高表面積的氧化鋯和天然或合成沸石混合在一起來制備。將這些材料混合、成型、干燥并焙燒制成希望的形狀，例如環(huán)狀或蜂窩狀，其間可加入，也可不加入陶瓷粘合材料。焙燒的溫度低于沸石能形成一個整體的穩(wěn)定極限。氧化鋯起始材料的表面積（以B.E.T.方法測量）應(yīng)至少為每克10平方米，最好大于每克50平方米。氧化鋯粉末以來自鋯鹽的水解產(chǎn)品為宜。

氧化鋯在產(chǎn)品中推薦的數(shù)量是10-30%（重）。但根據(jù)其它因素的不同，氧化鋯的有效率數(shù)量可以為5-50%。沸石的數(shù)量應(yīng)為50-90%。粘合劑的數(shù)量為0-30%。

所述催化劑可以通過添加少量呈母體形態(tài)的氧化釩和/或氧化銅和/或其它堿金屬氧化物助催化劑來進一步強化。為了使催化劑在有二氧化硫存在時有最好的穩(wěn)定性，最好加入釩。

推薦的沸石是天然斜發(fā)沸石（可能和其它沸石如菱沸石結(jié)合在一起）。沸石在催化劑產(chǎn)品中應(yīng)主要以酸的形式存在，或者可以加熱轉(zhuǎn)化為酸的形式。

這種形式可以直接通過酸置換來產(chǎn)生，或者可以間接地先用銨置換，然后再加熱除去氨，并將材料轉(zhuǎn)化為氫型。

用于本發(fā)明的沸石是可以用上述任一方法制成氫型，并且在氫型下穩(wěn)定的沸石。某些沸石如沸石A和鈉沸石在酸形式下是不穩(wěn)定的所以在本發(fā)明中是無效的。可以通過氨和/或酸置換來制備的沸石的例子為絲光沸石、斜發(fā)沸石、毛沸石、片沸石和鎂堿沸石。最好或只能用銨置換方法來制備的沸石是天然八面沸石和其對應(yīng)合成物沸石Y，菱沸石和鈉菱沸石。

也可以應(yīng)用沸石的混合物。其它氫型沸石，例如ZSM系列的沸石，可以通過有機模板的熱分解來制備，并且也適宜用在本發(fā)明的催化組合物中。

在使用中，使含有諸如氨的合適還原氣體的廢氣在催化劑上通過。根據(jù)具體用途的不同要求，催化劑可以制成蜂窩狀，疊置起來并且安排（如果較多的話）形成一個氣體流的通道。

或者，該催化劑的形式也可以是任意堆放的鞍狀物、環(huán)、星狀物、十字環(huán)、球、片、或者聚集塊，或者將該活性催化劑組合物涂敷在合適的基材上，例如涂在堇青石或其它陶瓷或金屬的蜂窩狀物上。已處理的煙道氣應(yīng)該至少為200℃以便避免銨鹽的沉積。該煙道氣的溫度可高達650℃。空速不是很嚴(yán)格，但典型的時空速為10000（氣體的體積是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下計算的）。在350℃下1600ppm的NO_X含量可以減少90%以上。

實施例

催化劑的制備

用下列方法制備用來制造公稱直徑為1/4英寸，園孔直徑為1/8英寸的環(huán)的組合物，即將4000克銨型斜發(fā)沸石的干燥粉末與1050克表面積約為90平方米/克的化學(xué)沉淀的二氧化鋯混合在一起。然后加水1800ml，并繼續(xù)混合10分鐘。

加106ml濃硝酸，并且再混合10分鐘。可以再加入額外的水來調(diào)節(jié)混合物的稠度。當(dāng)該混合物進行擠出時，在混合物潤濕后可加入0.2%的有機陽離子聚合物擠出助劑。

擠出后，將環(huán)在200°F下，在空氣氣氛中干燥1-2小時，最后的焙燒是在1000°F下進行的，時間為5小時。當(dāng)需要向組成物中加入釩或銅時，該助催化劑母體可以在混合操作中加入，或者將該助催化劑母體浸入焙燒后的成形產(chǎn)品。作為氧化物（V₂O₅或CuO加入的助催化劑的數(shù)量按元素計算應(yīng)至少為0.1%。

按照上述實施例的方法，制備各種產(chǎn)品。