一种处理选择性催化还原装置泄漏氨的催化剂及其制备方法制造方法及图纸

本公开涉及一种处理选择性催化还原装置泄漏氨的催化剂及其制备方法，所述催化剂包括载体、依次覆于所述载体的至少部分孔道表面的内活性涂层和外活性涂层。本公开催化剂载体的至少部分孔道表面涂覆有内活性涂层和外活性涂层，形成双活性涂层结构，其中内活性涂层能够将SCR装置泄漏的NH3氧化成NOx，实现SCR装置泄漏NH3的高效、可靠净化；同时，外活性涂层的SCR催化活性成分能够催化前述NH3氧化生成的NOx和SCR系统未净化的NOx与剩余的泄漏NH3之间的SCR反应，从而进一步实现SCR装置泄漏NH3及未净化的NOx的高效协同净化。及未净化的NOx的高效协同净化。及未净化的NOx的高效协同净化。

【技术实现步骤摘要】
一种处理选择性催化还原装置泄漏氨的催化剂及其制备方法


[0001]本公开涉及柴油车尾气污染物净化领域，具体地，涉及一种处理选择性催化还原装置泄漏氨的催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]选择性催化还原(SCR)技术是目前降低柴油机氮氧化物(NOx)排放水平的有效方法，具有较高的NO
X
净化效率，同时能够提高柴油机的热效率，因此成为应用较广泛的、能够满足欧
Ⅴ
、欧
Ⅵ
排放法规的尾气处理技术之一。柴油机SCR技术的原理为：根据柴油机的排气条件，在柴油机排气管中喷入特定量的尿素溶液；尿素溶液在柴油机高温排气的作用下先后热分解和水解，最终生成NH3，而上述NH3与排气混合后，一起进入SCR催化器中；SCR催化器孔道表面涂覆有SCR催化剂，催化NH3与柴油机排气中NOx发生SCR反应，反应产物为N2和水蒸气；最后这些SCR反应产物与柴油机排气的其它成分一起排放到大气中。依据化学热力学原理，NH3(来自尿素溶液的热分解、水解)的加入量越大，柴油机排气中NOx的还原净化效率越高，而欧
Ⅴ
、欧
Ⅵ
排放法规对NOx排放量的限制非常严苛，因此，应用于满足欧
Ⅴ
、欧
Ⅵ
排放法规的柴油机SCR装置普遍依靠较大的NH3/NOx比例增强排气中NOx的净化效果。但大比例NH3的应用必然会导致NH3泄漏量的增加，而NH3也是一种有毒、有害物质，采用高效SCR技术导致NH3泄漏量增加也是不能够被排放法规所接受的，针对SCR装置所泄漏NH3的净化技术措施成为相关领域的研究热点。
[0003]目前，业界已经开发出以贵金属铂为活性组分的氨泄漏催化剂(ASC)，该类催化剂通过特殊配比的贵金属铂活性成分将SCR装置泄漏出的NH3通过部分氧化反应转化成N2，实现泄漏NH3的无害化处理。但由于该类催化剂的主要活性成分是贵金属铂，不仅原料成本高昂，抗硫、抗热老化效果较差，同时，贵金属铂材料的氧化反应催化作用较强，难以保证在柴油机全部工况下，NH3部分氧化反应都具有良好的选择性，导致一些工况下SCR装置泄漏的NH3发生深度氧化反应而生成NO、NO2等，从而再次恶化了柴油机的NOx排放。

技术实现思路

[0004]本公开为了提高氨处理催化剂的选择性，实现泄漏氨的无害化处理，提供了一种处理选择性催化还原装置泄漏氨的催化剂及其制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本公开提供一种处理选择性催化还原装置泄漏氨的催化剂，所述催化剂包括载体、依次覆于所述载体的至少部分孔道表面的内活性涂层和外活性涂层；
[0006]所述内活性涂层包含内活性组分，所述内活性组分包含钙钛矿型复合氧化物和贵金属元素；所述外活性涂层包含外活性组分，所述外活性组分为SCR催化活性组分；
[0007]所述催化剂中，所述载体的含量为75～85重量％，所述内活性涂层的含量为10～15重量％，所述外活性涂层的含量为5～10重量％。
[0008]可选地，以所述内活性组分的总重量为基准，所述钙钛矿型复合氧化物的含量为
90～95重量％，所述贵金属元素的含量为5～10重量％。
[0009]可选地，所述钙钛矿型复合氧化物为分子式为La
0.8
Ce
0.2
Mn
0.7
Ni
0.3
O3的钙钛矿型复合氧化物；所述贵金属元素选自铑、铂和钯中的一种或几种，优选为钯。
[0010]可选地，所述内活性涂层还包含助催化组分和内辅料；
[0011]以所述内活性涂层的总重量为基准，所述内活性组分的含量为5～15重量％，所述助催化组分的含量为5～10重量％，所述内辅料的含量为75～90重量％；
[0012]所述助催化组分为Mn3O4；所述内辅料包括CeO
2-ZrO2固溶体和γ-Al2O3；
[0013]以所述内辅料的总重量为基准，所述CeO
2-ZrO2固溶体的含量为10～30重量％，所述γ-Al2O3的含量为70～90重量％。
[0014]可选地，所述SCR催化活性组分为Cu改性的ZSM-5型分子筛，所述Cu改性ZSM-5型分子筛中Cu与ZSM-5型分子筛的重量比为5～10：90～95。
[0015]可选地，所述外活性涂层还包括外辅料，所述外辅料包括CeO2、γ-Al2O3和SiO2中的一种或几种；以所述外活性涂层的总重量为基准，所述外活性组分的含量为5～15重量％，所述外辅料的含量为85～95重量％；
[0016]优选地，所述外辅料包括CeO2、γ-Al2O3和SiO2，以所述外辅料的总重量为基准，所述CeO2、γ-Al2O3和SiO2的重量比为5～15：65～85：10～20。
[0017]可选地，所述载体为堇青石蜂窝陶瓷、碳化硅蜂窝陶瓷或莫来石蜂窝陶瓷；所述载体的平均孔径为200～600目。
[0018]本公开第二方面提供一种制备本公开第一方面所述催化剂的方法，所述方法包括：
[0019]S1：将内活性涂层浆料覆于所述载体的至少部分孔道表面，然后进行第一干燥、第一焙烧，得到覆有内活性涂层的载体；其中所述内活性涂层浆料包含所述钙钛矿型复合氧化物和所述贵金属元素的前身物；
[0020]S2：将外活性涂层浆料覆于所述覆有内活性涂层的载体的至少部分孔道表面，然后进行第二干燥、第二焙烧，得到所述催化剂；其中所述外活性涂层浆料包含所述SCR催化活性组分。
[0021]可选地，所述贵金属元素的前身物为贵金属元素的可溶性盐，所述贵金属元素的可溶性盐选自贵金属元素的硝酸盐、硫酸盐和铵盐的一种或几种。
[0022]可选地，所述内活性涂层浆料还包含助催化组分前体、内辅料前体和第一胶溶剂，该方法包括：将所述钙钛矿型复合氧化物、所述贵金属元素的前身物、所述助催化组分前体、所述内辅料前体和所述第一胶溶剂进行第一混合；
[0023]所述第一胶溶剂包括无机酸和聚醚多元醇，所述无机酸为硝酸，所述聚醚多元醇的重均分子量为5000～20000，所述聚醚多元醇选自聚乙二醇、聚环氧丙烷和聚环氧丁烷中的一种或几种；
[0024]相对于100重量份所述内活性涂层，所述聚醚多元醇的用量为5～15重量份，所述无机酸的用量为25～50重量份；
[0025]所述助催化组分前体包括锰的碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐和铵盐中的一种或几种；所述内辅料前体包括铈的可溶性盐、锆的可溶性盐和第一铝前体，所述铈的可溶性盐包括铈的硝酸盐、硫酸盐和铵盐中的一种或几种；所述锆的可溶性盐包括锆的硝酸盐、硫酸盐和铵
盐中的一种或几种；
[0026]所述第一铝前体包括γ-Al2O3和铝溶胶；优选地，以所述第一铝前体的总重量为基准，所述第一铝前体包括75～85重量％的γ-Al2O3和可生成15～25重量％的γ-Al2O3的铝溶胶；所述铝溶胶含有5～20重量％的Al2O3。
[0027]可选地，该方法还包括：将所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理选择性催化还原装置泄漏氨的催化剂，所述催化剂包括载体、依次覆于所述载体的至少部分孔道表面的内活性涂层和外活性涂层；所述内活性涂层包含内活性组分，所述内活性组分包含钙钛矿型复合氧化物和贵金属元素；所述外活性涂层包含外活性组分，所述外活性组分为SCR催化活性组分；所述催化剂中，所述载体的含量为75～85重量％，所述内活性涂层的含量为10～15重量％，所述外活性涂层的含量为5～10重量％。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以所述内活性组分的总重量为基准，所述钙钛矿型复合氧化物的含量为90～95重量％，所述贵金属元素的含量为5～10重量％。3.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述钙钛矿型复合氧化物为分子式为La
0.8
Ce
0.2
Mn
0.7
Ni
0.3
O3的钙钛矿型复合氧化物；所述贵金属元素选自铑、铂和钯中的一种或几种，优选为钯。4.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述内活性涂层还包括助催化组分和内辅料；以所述内活性涂层的总重量为基准，所述内活性组分的含量为5～15重量％，所述助催化组分的含量为5～10重量％，所述内辅料的含量为75～90重量％；所述助催化组分为Mn3O4；所述内辅料包括CeO
2-ZrO2固溶体和γ-Al2O3；以所述内辅料的总重量为基准，所述CeO
2-ZrO2固溶体的含量为10～30重量％，所述γ-Al2O3的含量为70～90重量％。5.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述SCR催化活性组分为Cu改性的ZSM-5型分子筛，所述Cu改性ZSM-5型分子筛中Cu与ZSM-5型分子筛的重量比为5～10：90～95。6.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述外活性涂层还包含外辅料，所述外辅料包括CeO2、γ-Al2O3和SiO2中的一种或几种；以所述外活性涂层的总重量为基准，所述外活性组分的含量为5～15重量％，所述外辅料的含量为85～95重量％；优选地，所述外辅料包括CeO2、γ-Al2O3和SiO2，以所述外辅料的总重量为基准，所述CeO2、γ-Al2O3和SiO2的重量比为5～15：65～85：10～20。7.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述载体为堇青石蜂窝陶瓷、碳化硅蜂窝陶瓷或莫来石蜂窝陶瓷；所述载体的平均孔径为200～600目。8.制备权利要求1～7中任意一项所述催化剂的方法，所述方法包括：S1：将内活性涂层浆料覆于所述载体的至少部分孔道表面，然后进行第一干燥、第一焙烧，得到覆有内活性涂层的载体；其中所述内活性涂层浆料包含所述钙钛矿型复合氧化物和所述贵金属元素的前身物；S2：将外活性涂层浆料覆于所述覆有内活性涂层的载体的至少部分孔道表面，然后进行第二干燥、第二焙烧，得到所述催化剂；其中所述外活性涂层浆料包含所述SCR催化活性组分。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述贵金属元素的前身物为贵金属元素的可溶性盐，所述贵金属元素的可溶性盐选自贵金属元素的硝酸盐、硫酸盐和铵盐的一种或几种。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述内活性涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博，刘顺涛，杨鹤，陶志平，卢文彤，邢建强，胡晓明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：