一種CO還原脫硝催化劑的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種CO還原脫硝催化劑的制備方法，包括以下內容：（1）用活性金屬硝酸鹽溶液浸漬脫硝催化劑載體，得到負載活性金屬硝酸鹽的載體；（2）將步驟（1）得到的載體進行干燥，然后與活性炭粉末混合在貧氧氣氛下焙燒，活性炭粉末生成的CO，與硝酸鹽分解產生的NOx進行氧化還原反應，轉化為N

Preparation method of CO reduction denitration catalyst

The invention discloses a preparation method of CO reduction denitration catalyst, including the following: (1) denitration catalyst carrier impregnated with active metal nitrate salt solution, has supported active metal nitrate; (2) the step (1) the carrier was dry, and then activated carbon powder calcination in an oxygen depleted atmosphere, active carbon powder generated CO, redox reaction and nitrate produced by decomposition of NOx into N

【技術實現步驟摘要】
一種CO還原脫硝催化劑的制備方法
本專利技術涉及一種CO還原脫硝催化劑的制備方法。應用本專利技術，可實現CO還原脫硝催化劑的清潔生產。
技術介紹
在燃料燃燒或焚燒過程中，由于燃料的不完全燃燒，在所排放煙氣中除含有NOx外，通常還含有相當可觀的CO，如燃煤鍋爐煙氣、催化裂化裝置再生煙氣和汽車尾氣等，但以CO為還原劑進行廢氣脫硝的研究目前主要限于汽車尾氣。包括鉑、鈀等在內的貴金屬催化劑是CO還原脫硝催化劑中研究較多的一類催化劑，尤其是銠，作為CO+NO反應活性最高的催化劑之一，被廣泛用于汽車尾氣的催化轉換器中，但由于價格昂貴，人們正在尋找一種減少銠含量或無銠的催化材料，包括使用貴金屬合金、加入非貴金屬和稀土元素，以及對載體進行改性等。當向貴金屬中添加稀土元素Ce后，可提高貴金屬催化劑的耐久性，還能與貴金屬協同作用，促進NOx還原和CO氧化。研究表明，過渡金屬氧化物顯示出較高的CO氧化和NO還原活性，當向貴金屬中添加過渡元素及稀土元素后，該催化劑則顯示出了較好的三效性能，即同時脫除尾氣中的HC、CO和NOx。由于穩定性等原因，這些研究距離實際應用還有較大差距。CN102049257A公開了一種CO同時還原SO2和NO的催化劑及其制備方法。CN104549299A公開了一種CO2加氫合成甲醇的高活性銅系催化劑的制備方法。CN200910079724.9公開了一種笑氣分解催化劑的制備方法。CN201110005312.8公開了一種凈化汽車尾氣用的三效催化劑。該方法在制備催化劑過程中產生的NOx未經任何處理直接排入大氣。以上技術在制備催化劑過程中均添加有硝酸鹽，焙燒時大量NOx進入催化劑尾氣中，產生“黃龍”，造成較嚴重的大氣污染。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種CO還原脫硝催化劑的制備方法，該方法可實現CO還原脫硝催化劑的清潔生產，同時提高了催化劑使用效率。本專利技術的CO還原脫硝催化劑的制備方法，包括以下內容：（1）用活性金屬硝酸鹽溶液浸漬脫硝催化劑載體，得到負載活性金屬硝酸鹽的載體；（2）將步驟（1）得到的載體進行干燥，然后與活性炭粉末混合在貧氧氣氛下焙燒，活性炭粉末生成的CO，與硝酸鹽分解產生的NOx進行氧化還原反應，轉化為N2和CO2，焙燒結束后得到CO還原脫硝催化劑。本專利技術方法中，步驟（1）所述的活性金屬選自Cu、Fe、Mn、Ni或Co等過渡金屬中的一種或幾種，活性金屬負載量以氧化物計為0.1%～15.0%，優選2.0%～8.0%。本專利技術方法中，步驟（1）的浸漬方式和浸漬過程為本領域技術人員熟知，采用過量溶液浸漬法或多次浸漬的方式，浸漬時間1.0～6.0h，浸漬液固比1：1～5：1。本專利技術方法中，步驟（1）所述的脫硝催化劑載體為分子篩、氧化鋁、活性炭、堇青石和蜂窩陶瓷等中的一種或幾種，其中所述的堇青石或蜂窩陶瓷表面涂覆有氧化鋁或氧化鈦涂層，涂層為載體重量的1.0wt%～25.0wt%，優選5.0wt%～20.0wt%。脫硝催化劑載體的形狀為本領域脫硝催化劑載體常規使用的各種形狀，比如蜂窩式、球形顆粒或圓柱體等。當步驟（1）載體中至少有一種為活性炭作時，因在活性炭顆粒表面就存在活性炭粉末，所以在步驟（2）中可以不加或少加活性炭粉末。本專利技術方法中，步驟（2）所述的活性炭粉末粒徑1000～100目，活性炭粉末加入量以總重量計占0.5%～5%。本專利技術方法中，還可以根據需要在步驟（1）和/或（2）中加入助劑，如堿金屬、稀土元素等組分，以催化劑重量為基準，加入量為0.5%~10%，其中催化劑中各組分含量之和為100%。本專利技術方法中，步驟（2）中也可直接將步驟（1）得到的載體與活性炭粉末混合干燥后，再進行焙燒。本專利技術方法中，步驟（2）所述的干燥溫度50～100℃，干燥時間5～12h。本專利技術方法中，步驟（2）所述的貧氧氣氛中，O2的體積分數為0.1%～10.0%，優選1.0%～3.0%；可以為惰性氣體與空氣或氧氣的混合氣，其中所用惰性氣體為氮氣、氦氣或其它惰性氣體；步驟（2）所述的焙燒溫度300～600℃，焙燒時間2～6小時。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點：（1）本專利技術為負載型CO還原脫硝催化劑，通過加入活性炭粉末，利用催化劑焙燒過程中產生的CO脫除NOx，將其轉化為N2和CO2，實現催化劑的清潔生產。（2）活性炭在碳化及活化等生產過程中會伴生較多的碳粉，附著在顆粒狀活性炭表面或孔道結構中，在制備催化劑時，于氧氣氛圍中進行焙燒，被氧化為二氧化碳而浪費掉，本專利技術通過控制焙燒時，氧化性氣體含量，可將碳粉氧化轉化為CO加以利用。具體實施方式本專利技術的具體實施方式通過以下實施例進行說明，所屬實施例不應理解為本專利技術范圍的限制。具體實施方式實施例1（1）取直徑1～3mm，高5～10mm的圓柱形顆粒活性炭（碳粉重量約占總重量的0.3%），按照液固比3：1浸漬于質量濃度為5.0%硝酸鐵/硝酸銅混合溶液中，其中Cu2+：Fe3+摩爾比2：1，攪拌4h后靜置12h，過濾，將固體置于干燥箱中100℃下干燥12h；（2）將（1）得到的活性炭于貧氧氣氛下500℃進行焙燒，所述的貧氧氣氛為氮氣與空氣的混合氣體，控制混合氣體中O2濃度在2.0～4.0%。在此期間，硝酸鐵/硝酸銅分解產生NOx，活性炭載體原料中所附著的炭粉被氧化轉化為CO，兩種氣體在催化劑作用下發生氧化還原反應，生成CO2和N2，焙燒結束后得到CO還原脫硝催化劑，其中各金屬組分含量以氧化物計，銅為2.0%，鐵為0.8%。整個CO還原脫硝催化劑制備過程產生的尾氣中CO和NOx濃度分別可控制在55ppm及60ppm以下。原料活性炭中活性炭粉末基本被脫除。實施例2載體為球形分子篩φ3～6mm，依次浸漬于5.0%硝酸鐵溶液、8.0%硝酸銅溶液和5.0%硝酸鈰溶液中，其他條件同實施例1步驟（1），不同的是：步驟（2）中首先將占總重量2.0%的200～500目的活性炭粉末與步驟（1）中催化劑載體均勻混合，然后進行焙燒，焙燒條件同實施例1。整個CO還原脫硝催化劑制備過程產生的尾氣中CO和NOx濃度分別可控制在50ppm及70ppm以下，所得催化劑中以氧化物計，鐵、銅和鈰的質量百分比依次為1.8%、2.5%和0.6%。實施例3（1）載體為涂覆有氧化鋁和二氧化鈦復合涂層的蜂窩陶瓷，其中涂層重量為載體重量的10.0wt%，氧化鋁和二氧化鈦分別占涂層重量的50wt%～85wt%和15wt%～50wt%；（2）將載體依次浸漬于2.0mol/L硝酸錳溶液、1.0mol/L硝酸鈰溶液中，浸漬液固比為2：1，浸漬時間為4h，然后于80℃干燥后，再與0.8wt%載體重量的活性炭粉末（200～500目）混合置于焙燒爐中，于550℃下進行焙燒，期間通入氮氣與空氣的混合氣體，并控制混合氣體中O2濃度在2.0%～4.0%。整個CO還原脫硝催化劑制備過程產生的尾氣中CO和NOx濃度分別可控制在40ppm及60ppm以下。以催化劑總重量計，所制得催化劑中氧化錳的含量為1.0%，氧化鈰的含量為0.3%。比較例1同實施例1，只是對步驟（1）活性炭在空氣氛圍中進行焙燒。結果：尾氣中NOx（以NO2計）濃度80000～100000mg/Nm3，CO2濃度7.5%，基本不含CO。比較例2同實施例2，只是不加入活性炭粉末本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種CO還原脫硝催化劑的制備方法，其特征在于包括以下內容：（1）用活性金屬硝酸鹽溶液浸漬脫硝催化劑載體，得到負載活性金屬硝酸鹽的載體；（2）將步驟（1）得到的載體進行干燥，然后與活性炭粉末混合在貧氧氣氛下焙燒，活性炭粉末生成的CO，與硝酸鹽分解產生的NOx進行氧化還原反應，轉化為N

【技術特征摘要】
1.一種CO還原脫硝催化劑的制備方法，其特征在于包括以下內容：（1）用活性金屬硝酸鹽溶液浸漬脫硝催化劑載體，得到負載活性金屬硝酸鹽的載體；（2）將步驟（1）得到的載體進行干燥，然后與活性炭粉末混合在貧氧氣氛下焙燒，活性炭粉末生成的CO，與硝酸鹽分解產生的NOx進行氧化還原反應，轉化為N2和CO2，焙燒結束后得到CO還原脫硝催化劑。2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）所述的活性金屬選自Cu、Fe、Mn、Ni或Co過渡金屬中的一種或幾種，活性金屬負載量以氧化物計為0.1%～15.0%。3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）的浸漬過程采用過量溶液浸漬法或多次浸漬法方式，浸漬時間1.0～6.0h，浸漬液固比1：1～5：1。4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）所述的脫硝催化劑載體為分子篩、氧化鋁、活...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王明星，魏曉霞，李欣，王巖，姜陽，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：北京,11