利用CO选择性还原NOx的低温烟气脱硝催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种利用CO选择性还原NOx的低温烟气脱硝催化剂，包含SSZ

【技术实现步骤摘要】
利用CO选择性还原NOx的低温烟气脱硝催化剂及其应用


[0001]本专利技术属含NOx气处理
，具体涉及一种利用CO选择性还原NOx的低温烟气脱硝催化剂及其应用。

技术介绍

[0002]工业生产中有很多尾气量较小的燃烧、焙烧过程，所排气流含有较低浓度如300
‑
3000mg/m3的NOx和浓度略高的CO，气流温度较低如100
‑
160℃，一般还存在温度、气流量的波动。这类气流经干法化学脱硝剂处理，或湿法化学吸收脱硝处理，可达到如200或100mg/m3的NOx烟囱排气浓度限值，但不便通过需精确配入氨气和在160℃以上温度进行的选择性催化还原反应（NH3‑
SCR）进行脱硝。所述干法化学脱硝剂处理，存在固体脱硝剂成本较高和报废处理；所述湿法化学吸收脱硝处理，存在废液废渣和烟囱排放气夹带末级循环吸收液等问题。
[0003]在固定床的低温烟气脱硝催化剂条件下，利用气流中所含的CO，将NOx选择性还原为N2，是该类气流达标排放的一种可行处理方法，该反应中CO转化为CO2。尾气量较小的燃烧、焙烧过程中，尾气流中的CO浓度，经常可以方便地控制。
[0004]CN110252313A提供一种宽温干法烟气脱硝剂及其制备方法，该烟气脱硝剂结构为aAO
·
bGxOy
·
mDxOy
·
nAl2O3，其中A为ⅡA族金属钡、镁、钙中的一种，G为过渡金属铬、铁、钴、锌中的一种，D为铜、锰和银中的一种。以催化剂的总质量计，AO为28～42%，GxOy为30～40%，DxOy为10～20%，Al2O3为8～12%。该干法烟气脱硝剂可在温度120～300℃、空速1000～5000h
‑1条件下，实现对NOx的无氨高效转化，烟气中NOx的脱除率可≥95%。其实施例2制备的脱硝剂含MgO42%、Cr2O
3 40%、Ag2O 10%、Al2O
3 8%、比表面积65m2/g；在120℃，空速1000h
‑1的条件下，可将7.2%CO2+5.8%O2+0.05%NOx+0.12%CO+78.83%N2+8%H2O气流中的NOx脱除至20ppm， NOx脱除率96%。实施例4制备的的脱硝剂含CaO40%、ZnO40%、CuO10%、Al2O310%、比表面积90m2/g；在150℃，空速2000h
‑1的条件下，可将7.2%CO2+5.8%O2+0.04%NOx+0.1%CO+78.86%N2+8%H2O气流中的NOx脱除至12ppm，NOx脱除率97%。
[0005]所述CN110252313A的宽温干法烟气脱硝剂，如其说明书0007、0009段的记载，所含ⅡA族金属钡、镁、钙中一种的氧化物（强碱性组分）充当NOx储存组分（将NOx以不稳定的硝酸盐储存起来）；过渡金属铬、铁、钴、锌中一种的氧化物，有较好的将NO氧化成NO2的SCO催化活性；铜、锰和银中一种的氧化物，在CO充足的条件下将不稳定的硝酸盐（分解）释放出的NOx催化还原成N2。但其所含钡、镁、钙的氧化物碱性成分，在气流含5%体积以上的CO2和/或NO2浓度较高如300mg/m3以上尤其在1000mg/m3以上，和120
‑
160℃的低温条件下，会逐渐生成碳酸盐、硝酸盐而碱性降低，从而导致脱硝剂的反应活性即NOx脱除率逐渐降低；该脱硝剂在一定程度上兼具了NOx吸收剂和CO选择性还原NOx催化剂的特点，但作为催化剂在120
‑
160℃低温条件下的性能不够稳定、使用寿命不够长，作为吸收剂成本又太高，总体性价比较低。
[0006]刘凯杰等(低温下CO选择性催化还原NOx的实验研究，东北大学学报自然科学版第
38卷第7期，972
‑
977页，2017年7月)进行了CO选择性催化还原低温烟气中NOx的实验，在100～180℃和体积分数NO0.055%、CO0.9%、O216%、载气为N2、空速10000h
‑1的高氧实验工况下条件下，考察了不同金属负载量和配比Cu
‑
Co/Al2O3、Cu
‑
Mn/Al2O3催化剂的反应效果。结果包括：Cu
‑
Mn负载质量比1.5时的催化剂在160℃下脱硝效果较好，NO脱除率81.77%，但CO转化率97%；140℃、120℃时的NO脱除率分别为73.44%、53%，CO转化率分别为92%、28%。该研究中，由于CO浓度较高，其转化率较高时会造成催化剂颗粒及床层温度的显著上升，从而提高了NO脱除率，若CO体积浓度为0.15%、催化剂颗粒及床层的温度在相应数值时，NO脱除率会显著下降。另一方面，采用如850℃以下温度焙烧的氧化铝载体时，因其活性仍较高，在180℃以下温度和含氧气条件会发生硝酸盐化反应，从而导致催化剂的逐渐失活；850℃以上温度焙烧的氧化铝载体，因比表面较低而不适于该催化剂的制备。
[0007]还有采用贵金属作为催化剂活性成分的现有技术，其在CO选择性还原NOx的低温反应中活性较高，但成本过高，不易在普通场合应用。如CN1303739A公开一种一氧化碳催化还原一氧化氮的催化剂，其由活性组分CoMMgAl和组分PtRh/CoMMgAl组成，其中M=Cu、Cr、Ni，采用共沉淀法制备，可在100
‑
700℃达到100%的NO转化，N2选择性在160℃以上达到100%，CO转化率在150℃以上达到100%。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种利用CO选择性还原NOx的低温烟气脱硝催化剂，以质量分数计，包含SSZ
‑
13分子筛以氢型计20
‑
50%，及铜以CuO计5
‑
12%、锰以MnO计4
‑
8%；其通过如下步骤制成：A.以质量份数比例计，将铵型的SSZ
‑
13分子筛，加所需浓度Cu、Mn的硝酸盐水溶液打浆，进行离子交换，过滤，水洗，滤饼干燥后在空气条件下550
‑
580℃焙烧，粉碎，得Cu
‑
Mn/SSZ
‑
13分子筛焙烧粉；所述Cu
‑
Mn/SSZ
‑
13分子筛焙烧粉中，以氧化物质量含量计，折含CuO2
‑
4%、MnO1
‑
2%；B.将所述Cu
‑
Mn/SSZ
‑
13分子筛焙烧粉30
‑
60份、碱式碳酸铜5
‑
12份、碳酸锰4
‑
11份、水洗高岭土30
‑
50份，置于捏合机中混匀，喷洒入磷酸铝溶胶
‑
拟薄水铝石复合胶液100
‑
130份，混匀并进一步捏合，之后挤条，挤出条干燥后在空气条件下500
‑
550℃焙烧，得焙烧条；C.通过等体积浸渍法，将所述焙烧条浸渍质量浓度6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用CO选择性还原NOx的低温烟气脱硝催化剂，以质量分数计，包含SSZ
‑
13分子筛以氢型计20
‑
50%，及铜以CuO计5
‑
12%、锰以MnO计4
‑
8%；其通过如下步骤制成：A.以质量份数比例计，将铵型的SSZ
‑
13分子筛，加所需浓度Cu、Mn的硝酸盐水溶液打浆，进行离子交换，过滤，水洗，滤饼干燥后在空气条件下550
‑
580℃焙烧，粉碎，得Cu
‑
Mn/SSZ
‑
13分子筛焙烧粉；所述Cu
‑
Mn/SSZ
‑
13分子筛焙烧粉中，以氧化物质量含量计，折含CuO2
‑
4%、MnO1
‑
2%；B.将所述Cu
‑
Mn/SSZ
‑
13分子筛焙烧粉30
‑
60份、碱式碳酸铜5
‑
12份、碳酸锰4
‑
11份、水洗高岭土30
‑
50份，置于捏合机中混匀，喷洒入磷酸铝溶胶
‑
拟薄水铝石复合胶液100
‑
130份，混匀并进一步捏合，之后挤条，挤出条干燥后在空气条件下500
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550℃焙烧，得焙烧条；C.通过等体积浸渍法，将所述焙烧条浸渍质量浓度60%以上的乙酸水溶液，常温密闭放置1
‑
2h后120
‑
130℃干燥，再在隔绝空气和配入甲醇的条件下300
‑
330℃还原焙烧2
‑
4hr，制得低温烟气脱硝催化剂；所述还原焙烧过程中甲醇的配入量为所制得低温烟气脱硝催化剂质量的5
‑
10%；其中，步骤B所述磷酸铝溶胶
‑
拟薄水铝石复合胶液，由以下方法制成：以质量份数比例计，水100份，加拟薄水铝石干粉10
‑
15份打浆，按Al/P物质的量比例0.7
‑
0.8加入磷酸，加热并在90
‑
105℃反应2
‑
3h，至生成透明胶体，冷却至常温得磷酸铝溶胶，储存备用；在向步骤B捏合机的混匀粉料中投料前，取所需量的磷酸铝溶胶，加入拟薄水铝石干粉，常温搅拌反应0.5
‑
1h，制得磷酸铝溶胶
‑
拟薄水铝石复合胶液，拟薄水铝石干粉的加入量按所得磷酸铝溶胶
‑
拟薄水铝石复合胶液中Al/P物质的量比1.1
‑
1.2计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文宾，解小虎，杨金帅，
申请(专利权)人：山东迅达化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：