原位脱除NO制造技术

本发明专利技术涉及催化剂制备领域，公开了一种原位脱除NO

【技术实现步骤摘要】
原位脱除NO
x
的催化剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及催化剂制备领域，具体涉及一种原位脱除NO
x
的催化剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]工业催化剂的生产过程中往往需要使用金属的硝酸盐作为前驱体，例如应用于炼油工艺的加氢催化剂的生产过程中需要使用硝酸镍等金属盐作为前驱体，丙烯氨氧化制丙烯腈催化剂生产过程中使用硝酸铁、硝酸镍和硝酸铬等金属盐作为前驱体，用于废水COD降解的臭氧氧化催化剂生产过程中使用硝酸锰和硝酸铁等金属盐作为前驱体，挥发性有机物的催化氧化催化剂生产过程中使用硝酸锰、硝酸钴、硝酸铁、硝酸铈、硝酸铂、硝酸钯等作为前驱体。当金属硝酸盐和催化剂基体混合之后，再经过干燥和焙烧得到催化剂产品。在焙烧阶段，由于硝酸盐受热分解，硝酸根会转变为NO
x
(NO和 NO2)，导致每立方焙烧尾气中NO
x
的含量可达几百至数万毫克。为使催化剂焙烧尾气NO
x
达标排放，需要进一步采用后处理装置对尾气进行处理。目前主要采用NH3选择性催化还原(NH3‑
SCR)和碱液湿法吸收的方法。
[0003]例如，专利CN111085105A公开了一种丙烯腈催化剂焙烧尾气的处理方法和处理装置，该处理方法是在对丙烯腈催化剂的焙烧尾气进行旋风分离除尘之后再将尾气加热至300℃以上，之后对尾气进行SCR脱硝处理。专利 CN102451610A公开了一种湿法处理工业生产窑炉氮氧化物尾气的方法和装置，将窑炉尾气通过布气孔将气体以微气泡的形式分散于液体中，尾气中的 NO
x
与液体中的尿素等物质发生快速传质与化学反应，窑炉尾气中的NO
x
被吸收液捕集、吸收并发生反应，从而达到脱硝的目的。
[0004]其中，NH3‑
SCR方法是工业上较为成熟可靠的NO
x
去除方法，但是该方法的设备较为复杂，并且需要将烟气先经过脱硫和除尘处理，在此过程中烟气的温度可能会降低至SCR催化剂的活性温度区间以下，因此还需要对烟气再进行加热，导致严重的能源浪费。此外，对于催化剂焙烧过程产生的高浓度NO
x
的情况，需要使用更多的催化剂且需要在烟气中喷入更高浓度的 NH3，增大了NH3逃逸的控制难度，由此会进一步增大NH3‑
SCR处理装置的复杂度。
[0005]另一方面，虽然碱液湿法吸收装置的投资和运行成本较低，但是该方法 NO
x
去除效率低，难以仅通过碱液湿法吸收使得NO
x
完全达标排放，且会产生废液。无论是NH3‑
SCR方法还是湿法吸收处理NO
x
，两者都完全是在工业窑炉之外对NO
x
进行处理，需要较大规模的尾气处理装置，由此会导致处理成本大大增加。因此，亟需一种可以在焙烧窑炉之内大幅降低NO
x
排放的催化剂制备方法来减轻后续NO
x
的处理压力。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的催化剂制备过程中NO
x
排放量大、处理难度大、处理成本高的问题，提供一种原位脱除NO
x
的催化剂的制备方法，该方法经济、高效，在催化剂焙烧过程即可原位脱除NO
x
，从而减轻后续尾气脱硝过程的难度、减小后续处
理装置的规模和运行成本。同时该制备方法可以在常规焙烧窑炉中同步实现，流程简单、易于操作、适用范围广、成本低，极具推广价值。
[0007]本专利技术的专利技术人在研究中发现，部分催化剂在制备过程中，其本身即可作为NO
x
选择性催化还原的催化剂，对于催化剂的焙烧过程产生的NO
x
，如果焙烧气氛中有合适的还原物质，则可以在焙烧窑炉内直接进行NO
x
的选择性催化还原，从而达到原位脱除NO
x
、降低NO
x
排放的目的。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种原位脱除NO
x
的催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：在还原性物质的存在下，将浸渍有金属硝酸盐的催化剂载体进行焙烧的步骤，其中，所述金属硝酸盐含有铬、锰、铁、钴、镍、铜、铈、铑、钯、银和铂的硝酸盐中的一种或多种。
[0009]优选地，所述方法还包括：在焙烧之前，将催化剂载体在含有金属硝酸盐的浸渍液中进行浸渍的步骤。
[0010]优选地，所述浸渍液还含有偏钒酸根离子、偏钨酸根离子、钽离子、钼酸根离子和铌离子中的一种或多种。
[0011]优选地，所述浸渍液含有铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、铈离子中的任意一种或多种与偏钒酸根离子、偏钨酸根离子、钽离子、钼酸根离子和铌离子中的一种或多种的组合。
[0012]优选地，所述浸渍液中，所述金属硝酸盐的浓度为0.01
‑
10mol/L，优选为0.05
‑
5mol/L。
[0013]优选地，相对于1g所述催化剂载体，所述浸渍液的用量为0.1
‑
10mL，优选为0.3
‑
5mL。
[0014]优选地，所述浸渍的条件包括：浸渍温度为5
‑
100℃，优选为25
‑
80℃；浸渍时间为0.1
‑
10h，优选为0.3
‑
3h。
[0015]优选地，所述载体选自三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、 Y型分子筛、ZSM
‑
5型分子筛、SAPO
‑
34型分子筛和SSZ
‑
13型分子筛中的一种或多种，优选为三氧化二铝、二氧化钛和二氧化铈中的一种或多种。
[0016]优选地，所述还原性物质选自尿素、三聚氰胺、氨气、氢气、甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇和氨水中的一种或多种，优选为尿素、三聚氰胺、氨气和丙烷中的一种或多种。
[0017]优选地，以硝酸根计的所述浸渍有金属硝酸盐的催化剂载体与所述还原性物质的摩尔比为1：0.05
‑
5，更优选为1：0.1
‑
3，更优选为1：0.5
‑
2，进一步优选为1：0.8
‑
1.2。
[0018]优选地，所述焙烧的条件包括：温度为300
‑
1000℃，时间为1
‑
24h。
[0019]更优选地，所述焙烧的条件包括：温度为300
‑
600℃，时间为3
‑
12h。
[0020]优选地，所述方法进一步包括：在焙烧之前，将浸渍有金属硝酸盐的催化剂载体进行干燥的步骤。
[0021]优选地，所述干燥的条件包括：干燥温度为60
‑
160℃；干燥时间为4
‑
24h。
[0022]更优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位脱除NO
x
的催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：在还原性物质的存在下，将浸渍有金属硝酸盐的催化剂载体进行焙烧的步骤，其中，所述金属硝酸盐含有铬、锰、铁、钴、镍、铜、铈、铑、钯、银和铂的硝酸盐中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法还包括：在焙烧之前，将催化剂载体在含有金属硝酸盐的浸渍液中进行浸渍的步骤。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述浸渍液还含有偏钒酸根离子、偏钨酸根离子、钽离子、钼酸根离子和铌离子中的一种或多种；优选地，所述浸渍液含有铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、铈离子中的任意一种或多种与偏钒酸根离子、偏钨酸根离子、钽离子、钼酸根离子和铌离子中的一种或多种的组合。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其中，所述浸渍液中，所述金属硝酸盐的浓度为0.01
‑
10mol/L，优选为0.05
‑
5mol/L；优选地，相对于1g所述催化剂载体，所述浸渍液的用量为0.1
‑
10mL，优选为0.3
‑
5mL；优选地，所述浸渍的条件包括：浸渍温度为5
‑
100℃，优选为25
‑
80℃；浸渍时间为0.1
‑
10h，优选为0.3
‑
3h。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的制备方法，其中，所述载体选自三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、Y型分子筛、ZSM
‑
5型分子筛、SAPO
‑
34型分子筛和SSZ
‑
13型分子筛中的一种或多种，优选为三氧化二铝、二氧化钛和二氧化铈中的一种或多种。6.根据权利要求1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵保槐，杨义，韩帅，李柯志，任靖，杨柳，胡海强，杨振钰，郑洪波，苏海霞，
申请(专利权)人：中国石化催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：