CN110327918A - 一种同时去除nh3逃逸和co的催化剂及制备 - Google Patents

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Abstract

一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂及制备，属于催化技术领域。主要解决烧结机烟气中CO排放以及氨逃逸的问题。本发明采用金属氧化物等体积浸渍法制备负载贵金属铂的催化剂，在6％富氧条件下测试不同浓度的CO含量以及CO转换率，在6％富氧条件下下测试氨气的氧化率以及氮气选择性，较好的解决了烧结机烟气中氨和CO排放问题。

Description

一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂及制备
技术领域
本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂及制备，属于催化技术领域。
背景技术
钢铁，焦化行业以及燃煤电厂的烟气中含有大量的氮氧化物以及一氧化碳等有害气体，国家出台了严格的排放标准，随着环境日益严峻，国家要求钢铁焦化以及燃煤电厂的烟气中的氮氧化物质量浓度为50mg/m3以下，当难以达到超低排放标准时，往往会通过增加喷氨量来提高脱硝效率；，这样的后果是氨逃逸率会超标，过量的逃逸氨会和SO3反应生成硫酸氢铵，导致空气预热器堵除尘效率下降、催化剂受损等一系列问题，严重时还会影响机组运行，降低***经济性和安全性。同时煤炭不完全燃烧时会产生大量的一氧化碳有毒气体，CO是一种易燃易爆的气体污染物，当CO在空气中含量达到1.2％时，会在1-3分钟内造成人员死亡。在一般条件下，CO的氧化脱除需要高温，高能耗，而且还有可能会发生***事故，所以，研究低温催化氧化CO具有更加现实的意义。
CO催化氧化是一种典型的多相催化反应，在低温CO催化氧化中，一般使用贵金属作为活性分子，贵金属催化剂具有催化活性高、稳定性好和寿命长等优点。铂族金属是目前CO催化剂应用最广泛的贵金属之一，铂对于CO的催化活性取决于铂的粒径大小，铂与基底之间的电荷转换以及基底的还原性。
为了满足国家对氮氧化物排放的规定，通常钢铁厂焦化厂会选择喷入过量的氨气来达到标准，然而国家最新的超低排放准则中明确规定NH3的排放浓度不高于10ppm，Pt作为贵金属是氧化NH3的重要材料。
发明内容
本发明旨在运用简单的催化剂制备方法，可以同时去除烟气中的一氧化碳和多余的氨气。工艺简单，在工业烟气脱硝领域有着潜在的应用前景。
所述的一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂，其特征在于，氧化物载体上负载贵金属元素Pt。氧化物载体选自CeO2、TiO2或者Al2O3。
优选金属元素Pt的负载量即质量百分含量为1％-3％。
本发明所述的一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)分别将Pt的前驱体溶液和氧化物载体进行等体积浸渍，浸渍温度为60℃-80℃，同时进行搅拌；
(2)将浸渍完成的催化剂放入100℃-200℃的烘箱进行烘干，研磨成粉末后放入马弗炉中400℃-600℃空气下进行煅烧，然后放入管式炉中通入空气和水蒸气的混合气体，其中水蒸气的体积含量为10％，且混合气体加热到800℃进行水蒸汽处理得到贵金属Pt催化剂。
步骤(1)中所述的Pt前驱体是六水合氯铂酸、硝酸铂、四氨合氯化铂中的任意一种或几种。
本发明所得催化剂的应用，同时去除NH3逃逸和CO。进一步再同时含有NH3、CO、氧气或空气条件下，在160-300℃对CO去除率96％以上，在200℃以上对NH3去除率达到100％。优选在200℃-320℃。
本发明制备过程简单，制备条件易于控制，实验原料对环境无害，是一种环境友好型的CO催化氧化和氨氧化催化剂。
按照以上技术方案所述的贵金属Pt催化剂，。在CO催化氧化测试条件中：1.5％CO，1000ppm NO，6％O2，6％H2O，N2为平衡气，400000h-1空速下，在温度为160～300℃范围内，CO转化率能维持在90％以上。
按照以上技术方案所述的贵金属Pt催化剂，在NH3氧化测试条件中：1000ppmNH3，6％O2,N2作为平衡气，400000h-1空速下，在温度150～300℃范围内，NH3氧化率能维持在90％以上。
附图说明
图1是实施例1中的CO催化氧化转化率图；
图2是实施例1中的NH3的氧化率图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
本发明所提及的六水合氯铂酸纯度为99.9％，本发明所提及的氧化铈纯度为99.99％，本发明所提及的三氧化二铝纯度为99.9％，本发明所提及的氧化钛纯度为99.9％，本实验所采用的的气体氨气含量为1％，氧气含量为40％，一氧化氮含量为2％，配气均为氮气。
实施例1
量取10.25ml的0.01mol/ml的六水合氯铂酸放入25ml烧杯中，将烧杯放入磁力搅拌器并且以500r/min，80℃的情况下水浴加热旋蒸，然后称取1.98g的CeO2缓慢倒入烧杯中，旋蒸1h后放入超声仪中进行超声并且80℃加热1h，然后放入磁力搅拌器中80℃并且500r/min旋蒸直到催化剂蒸干凝固，然后放入100℃烘箱中6h烘干，然后利用研磨棒将催化剂研至粉末后放入马弗炉中500℃煅烧2h，然后放入管式炉中通入10％的水并且加热800℃进行水蒸汽处理，待冷却后将催化剂用筛子筛选40-60目。
实施例2
量取10.25ml的0.01mol/ml的六水合氯铂酸放入25ml烧杯中，将烧杯放入磁力搅拌器并且以500r/min，80℃的情况下水浴加热旋蒸，然后称取1.98g的Al2O3,缓慢倒入烧杯中，旋蒸1h后放入超声仪中进行超声并且80℃加热1h，然后放入磁力搅拌器中80℃并且500℃旋蒸直到催化剂蒸干凝固，然后放入100℃烘箱中6h烘干，然后利用研磨棒将催化剂研至粉末后放入马弗炉中400℃煅烧2h，然后放入管式炉中通入10％的水并且加热800℃进行水蒸汽处理，待冷却后将催化剂用筛子筛选40-60目。
实施例3
量取10.25ml的0.01mol/ml的六水合氯铂酸放入25ml烧杯中，将烧杯放入磁力搅拌器并且以500r/min，80℃的情况下水浴加热旋蒸，然后称取1.98g的TiO2,缓慢倒入烧杯中，旋蒸1h后放入超声仪中进行超声并且80℃加热1h，然后放入磁力搅拌器中80℃并且500℃旋蒸直到催化剂蒸干凝固，然后放入100℃烘箱中6h烘干，然后利用研磨棒将催化剂研至粉末后放入马弗炉中450℃煅烧2h，然后放入管式炉中通入10％的水并且加热800℃进行水蒸汽处理，待冷却后将催化剂用筛子筛选40-60目。
测试例1：
对实施例1中的催化剂进行CO催化氧化活性评价，测试条件：1.5％CO，6％O2，1000ppmNO，N2作为平衡气，空速为400000h-1。
测试例2
对实施例1中的催化剂进行NH3氧化活性评价，测试条件：1000ppmNH3,6％O2，N2作为平衡气，空速为400000h-1。

Claims (7)

1.一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂，其特征在于，氧化物载体上负载贵金属元素Pt；氧化物载体选自CeO2、TiO2或者Al2O3。
2.按照权利要求1所述的一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂，其特征在于，金属元素Pt的负载量即质量百分含量为1％-3％。
3.权利要求1或2所述的一种同时去除NH3逃逸和CO的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)分别将Pt的前驱体溶液和氧化物载体进行等体积浸渍，浸渍温度为60℃-80℃，同时进行搅拌；
(2)将浸渍完成的催化剂放入100℃-200℃的烘箱进行烘干，研磨成粉末后放入马弗炉中400℃-600℃空气下进行煅烧，然后放入管式炉中通入空气和水蒸气的混合气体，其中水蒸气的体积含量为10％，且混合气体加热到800℃进行水蒸汽处理得到贵金属Pt催化剂。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的Pt前驱体是六水合氯铂酸、硝酸铂、四氨合氯化铂中的任意一种或几种。
5.权利要求1或2所述的催化剂的应用，同时去除NH3逃逸和CO。
6.权利要求5所述的催化剂的应用，其特征在于，在同时含有NH3、CO、氧气或空气条件下，在160-300℃对CO去除率96％以上，在200℃以上对NH3去除率达到100％。
7.权利要求5所述的催化剂的应用，反应的温度为200℃-320℃。
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