一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法技术

本发明专利技术提供了一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法，涉及大气污染控制技术领域。本发明专利技术提供的活化再生方法，包括以下步骤：将失活催化剂进行表面水活化，得到初步活化催化剂；所述失活催化剂为以固体酸HZSM

【技术实现步骤摘要】
一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法


[0001]本专利技术涉及大气污染控制
，具体涉及一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法。

技术介绍

[0002]实际工业生产中所排放的高浓度、有回收价值的VOCs，多通过吸收、冷凝、吸附等方法加以回收利用，而较低浓度(≤1％)或回收经济性不高的废气则以燃烧法集中处理后排放，其中包含环境毒性及持久性较高的含氯VOCs(CVOCs)。相比于燃烧法，催化氧化法可以通过优化催化剂配方等手段，使得反应在更低温度下进行，使CVOCs更为有效地转化为H2O、CO2和HCl等最终产物，被视为一种绿色可行的CVOCs处理方法。
[0003]虽然目前国内外关于催化氧化法治理CVOCs的研究较多，但现有催化剂仍无法满足实际工业应用需要，其重要原因之一为催化剂的中毒失活和使用寿命较短。这主要是由于在CVOCs催化氧化过程中，脱落的解离氯原子具有很强的吸电子能力，其弧对电子易与活泼贵金属或者过渡金属原子等结合形成稳定的化学键，从而使金属氧化物形成稳定的氯化物，致使催化剂逐渐失活。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法，本专利技术能够分两步实现对失活催化剂表面酸性位的重筑和金属氧化物的再生，实现催化剂的活化再利用。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法，包括以下步骤：
[0007]将失活催化剂进行表面水活化，得到初步活化催化剂；所述失活催化剂为以固体酸HZSM
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5为载体的复合金属氧化物催化材料；
[0008]将所述初步活化催化剂和再生液混合，得到活化再生催化剂；
[0009]所述再生液中溶质包括复合金属盐。
[0010]优选地，所述失活催化剂为Cu
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Nb
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O/HZSM
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5催化剂或Mn
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Ce
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O/HZSM
‑
5催化剂。
[0011]优选地，当所述失活催化剂为Cu
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Nb
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O/HZSM
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5催化剂时，所述复合金属盐包括硝酸铜和草酸铌。
[0012]优选地，当所述失活催化剂为Mn
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Ce
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O/HZSM
‑
5催化剂时，所述复合金属盐包括硝酸锰和硝酸铈。
[0013]优选地，所述再生液中溶质还包括络合剂和分散剂。
[0014]优选地，所述表面水活化的气氛为水蒸气、氧气和氮气的复合气体气氛；所述表面水活化的温度为450～550℃。
[0015]优选地，所述初步活化催化剂和再生液的混合方法包括喷淋或浸泡。
[0016]优选地，所述混合后还包括：将所得催化剂依次进行干燥和焙烧，得到活化再生催化剂。
[0017]优选地，所述焙烧的温度为450～550℃。
[0018]优选地，所述焙烧的气氛为氧气和氮气的复合气体气氛。
[0019]本专利技术提供了一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法，包括以下步骤：将失活催化剂进行表面水活化，得到初步活化催化剂；所述失活催化剂为以固体酸HZSM
‑
5为载体的复合金属氧化物催化材料；将所述初步活化催化剂和再生液混合，得到活化再生催化剂；所述再生液中溶质包括复合金属盐。本专利技术利用表面水活化使得解离氯以HCl的形式脱除，恢复一定酸性位点；此外，通过水分子在失活催化剂表面的解离，可以实现对催化剂表面Lewis酸性的重筑，从而实现催化剂酸性位复原；本专利技术采用复合金属盐再生液，使得催化剂通过金属盐离子与表面的络合、氧化等步骤实现对催化剂表面金属氧化物的强化和再生，以达到失活催化剂再利用的目的。
附图说明
[0020]图1为测试例中催化氯苯燃烧试验反应器的示意图；其中，1表示质量流量计，2表示氯苯液相吹脱系统，3表示水蒸气吹脱系统，4表示混合罐，5表示反应炉，6表示固定床反应器，7表示K型热电偶，8表示气相色谱仪。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法，包括以下步骤：
[0022]将失活催化剂进行表面水活化，得到初步活化催化剂；所述失活催化剂为以固体酸HZSM
‑
5为载体的复合金属氧化物催化材料；
[0023]将所述初步活化催化剂和再生液混合，得到活化再生催化剂；
[0024]所述再生液中溶质包括复合金属盐。
[0025]本专利技术将失活催化剂进行表面水活化，得到初步活化催化剂。在本专利技术中，所述失活催化剂优选为Cu
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Nb
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O/HZSM
‑
5催化剂或Mn
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Ce
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O/HZSM
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5催化剂。
[0026]在本专利技术中，所述Cu
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Nb
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O/HZSM
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5催化剂的组成优选为氧化铜和氧化铌复合氧化物负载于HZSM
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5表面的改性分子筛催化剂，其中氧化铜和氧化铌的总负载量优选为20wt％，铜和铌的摩尔比为1:1；所述Mn
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Ce
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O/HZSM
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5催化剂的组成优选为氧化锰和氧化铈复合氧化物负载于HZSM
‑
5表面的改性分子筛催化剂，其中氧化锰和氧化铈的总负载量优选为20wt％，锰和铈的摩尔比为1:1。
[0027]在本专利技术中，所述表面水活化的气氛优选为水蒸气、氧气和氮气的复合气体气氛；所述复合气体中水蒸气的体积含量优选为1～5％，更优选为2～5％；所述氧气的体积含量优选为10～30％，更优选为20％。本专利技术控制水蒸气的含量在上述范围，一方面能够彻底去除催化剂表面吸附的氯原子以及积碳，另一方面能够避免水分过多导致催化剂骨架坍塌。
[0028]在本专利技术中，所述表面水活化的温度优选为450～550℃，更优选为500℃；所述表面水活化的时间优选为5～10h，更优选为5h。本专利技术限定表面水活化的温度和时间在上述范围，能够在保证催化剂完整的基础上，去除催化剂表面吸附的氯原子以及积碳，实现表面
酸性位的重筑。
[0029]本专利技术利用表面水活化能够使得失活催化剂表面酸性位上的吸附氯以及积碳通过分子态水的水解作用去除；同时水分子在固体酸HZSM
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5表面解离生成的活化羟基和质子态氢，能够促进HCl的形成脱除以及表面酸性位的重筑。
[0030]得到初步活化催化剂后，本专利技术将所述初步活化催化剂和再生液混合，得到活化再生催化剂。在本专利技术中，所述初步活化催化剂在与再生液混合前，优选先进行干燥。在本专利技术中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氯VOCs催化燃烧过程中失活催化剂的活化再生方法，其特征在于，包括以下步骤：将失活催化剂进行表面水活化，得到初步活化催化剂；所述失活催化剂为以固体酸HZSM
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5为载体的复合金属氧化物催化材料；将所述初步活化催化剂和再生液混合，得到活化再生催化剂；所述再生液中溶质包括复合金属盐。2.根据权利要求1所述的活化再生方法，其特征在于，所述失活催化剂为Cu
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Nb
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O/HZSM
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5催化剂或Mn
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Ce
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O/HZSM
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5催化剂。3.根据权利要求2所述的活化再生方法，其特征在于，当所述失活催化剂为Cu
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Nb
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O/HZSM
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5催化剂时，所述复合金属盐包括硝酸铜和草酸铌。4.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏飞，殷榕阳，俞慧佳，董晓平，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：