一种碱/碱土金属中毒失活的NH3-SCR催化剂的再生方法技术

本发明专利技术公开了一种碱/碱土金属中毒的NH3‑

【技术实现步骤摘要】
一种碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法


[0001]本专利技术属于催化剂再生
，更具体地说，涉及一种碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法。

技术介绍

[0002]氮氧化物(NOx)是造成臭氧层破坏、光化学污染以及酸雨的重要元凶之一，是目前主要的大气污染物之一，无时无刻不影响人们的生产与生活。NH3选择性催化还原NO(NH3‑
SCR)是目前控制氮氧化物排放最行之有效的方法。V2O5‑
WO3/TiO2作为目前最成功的商业催化剂，被广泛应用于火电厂NOx的控制中。然而，随着环保意识的提高和对可再生能源的需求，国家鼓励各行业利用低碳排放的生物质资源替代传统化石能源发电。然而生物质燃料，尤其是草木燃料，含有大量碱/碱土金属和氯，燃烧后产生的碱/碱土金属蒸气会在脱硝工艺中对V2O5‑
WO3/TiO2催化剂造成不可逆转的破坏，而废弃的催化剂由于钒的生物毒性，同样会对环境造成不可逆的影响，因此如何使碱/碱土金属中毒催化剂再生是一项非常重要的工作。
[0003]通常而言，碱/碱土金属中毒会造成催化剂孔道堵塞，并进一步占据催化剂的表面酸位点和氧化还原位点，抑制活性物种的生成或者惰化原本的活性中心，从而抑制催化剂的活性。对于碱/碱土金属中毒催化剂再生已有一些报道。如专利CN 106311287 B报道了一种综合吹灰、抽真空、焙烧、二次浸泡、漂洗、烘干等步骤的方法，可以恢复中毒催化剂的活性。专利CN 108144656 A等也通过多种溶液冲洗的方式再生失活催化剂。这些方法虽然可以有效恢复催化剂的催化活性，但是这些方法涉及多次的溶液冲洗，不可避免地会形成废液污染，另外煅烧也会消耗大量能源，排放CO2，因此，寻找一种简单的碱/碱土金属中毒催化剂的再生方法刻不容缓。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法，具有再生方法简单，再生催化剂活性高等技术优势。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法：将碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂与分子筛混合研磨均匀，即得再生NH3‑
SCR催化剂。
[0007]所述的NH3‑
SCR催化剂选自钒系、锰系、铈系、铁系和铜系催化剂。
[0008]所述的碱/碱土金属选自K、Na、Mg和Ca。
[0009]所述的分子筛为H型分子筛，选自MFI、FAU和MOR。优选为MFI。
[0010]所述的碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂与分子筛质量比为3∶7～7∶3，优选为1∶1。
[0011]有益效果：相比于现有技术，本专利技术的技术优势包括：碱/碱土金属会对SCR催化剂
造成不可逆的失活，通常再生方法涉及煅烧和溶液，方法繁琐，会造成污染并且消耗能源，本申请方法技术简单，只需要将中毒的催化剂和H型分子筛进行简单的机械充分研磨即可完成再生，研磨使用的H型分子筛，能够提供可迁移的活性氨物种，一方面可以迁移至SCR催化剂上作为新的活性物种，另一方面可迁移的氨物种可以活化SCR催化剂中因中毒而惰化的位点，因而能够恢复碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的催化活性。本专利技术实施过程中不产生废水废气，能大幅恢复碱/碱土金属中毒催化剂的活性，适于大规模工业生产，具有良好的工业应用前景。
附图说明
[0012]图1是碱/碱土金属(2％K、Na、Mg和Ca)中毒的V2O5‑
WO3/TiO2脱硝催化剂及其再生催化剂的催化活性检测结果图；
[0013]图2是以MFI为再生组分再生以碱金属(2％K)中毒的V2O5‑
WO3/TiO2作为脱硝催化剂的催化活性检测结果图；
[0014]图3是不同分子筛再生碱金属(2％K)中毒的V2O5‑
WO3/TiO2作为脱硝催化剂的催化活性检测结果图；
[0015]图4是将MFI在300℃吸附NH3饱和并吹扫后再生碱金属(2％K)中毒的V2O5‑
WO3/TiO2作为脱硝催化剂的催化活性检测结果图；
[0016]图5是以MFI分子筛作为再生组分再生以2％K中毒的铈
‑
锰混合氧化物脱硝催化剂的电镜线扫结果图，图中，a是暗场模式下拍摄的TEM照片，b是图a中标注的线扫元素浓度图。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。
[0018]以下实施例中，所使用的催化脱硝反应测试方法为：使用固定床反应器，催化剂用量为200mg，使用前压成40
‑
60目的颗粒。气体流速200mL/min，组成为500ppm NO，500ppm NH3，5vol％O2，Ar为平衡气，反应温度100
‑
450℃，每间隔50℃稳定1h采集数据，采用中毒的催化剂或再生催化剂进行催化脱硝，活性计算公式如下：
[0019][0020]实施例1
[0021]以碱/碱土金属(2％K、Na、Mg和Ca)中毒的V2O5‑
WO3/TiO2脱硝催化剂(V2O5‑
WO3/TiO2脱硝催化剂直接从无锡威孚力达购置，由2％V2O5，5％WO3和90％的TiO2组成，中毒的催化剂使用碱/碱土金属的硝酸盐通过浸渍法负载，浸渍样品在400℃空气气氛中煅烧4h即得到中毒的V2O5‑
WO3/TiO2催化剂，下同)，以MFI分子筛为再生组分，按照1：1质量比，使用玛瑙研钵进行机械研磨，研磨至颜色均一，尤其是观察不到分子筛白色颗粒(下同)，制备获得再生催化剂。
[0022]以碱/碱土金属(2％K、Na、Mg和Ca)中毒的V2O5‑
WO3/TiO2脱硝催化剂，及其再生后的催化剂，作为催化材料，进行脱硝催化性能对比测试，结果如图1所示。中毒后的催化剂最高活性不超过10％，其中K对V2O5‑
WO3/TiO2毒性最高。再生催化剂的活性都得到了恢复，在
NO，500ppm NH3，5vol％O2，Ar为平衡气)下处理60min，吹扫，升序升温脱附。对比样品表面脱附大量硝酸盐，而再生催化剂表面几乎没有硝酸盐脱附，这表明碱金属作为碱位点可以吸附酸性的硝酸盐沉积在催化剂表面，而分子筛的加入提供可迁移的氨物种活化了沉积硝酸盐。
[0037]实施例9
[0038]以2％K铈
‑
铁混合氧化物(使用铈盐和铁盐按照6：4的原子比通过NH3共沉淀法制备得到铈盐可以是硝酸铈铵、硝酸铈和草酸铈等，铁盐可以是硝酸铁、醋酸铁等)作为脱硝催化剂，以MFI分子筛作为再生组分，按照1∶1质量比研磨之后复合催化剂作为再生催化剂。500ppm NO，500ppm NH3，5vol％O2，Ar为平衡气，气体流速200mL/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法，其特征在于：将碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂与分子筛进行混合研磨，即得再生NH3‑
SCR催化剂。2.根据权利要求1所述的碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法，其特征在于，所述的NH3‑
SCR催化剂选自钒系、锰系、铈系、铁系和铜系催化剂。3.根据权利要求1所述的碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法，其特征在于，所述的碱/碱土金属选自K、Na、Mg和Ca。4.根据权利要求1所述的碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法，其特征在于，所述的分子筛为H型分子筛。5.根据权利要求1或4所述的碱/碱土金属中毒失活的NH3‑
SCR催化剂的再生方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：季镓伟，汤渝，赵勇刚，王小霖，张诚，李政家，
申请(专利权)人：江苏诺环新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：