[发明专利]一种低温脱除氮氧化物和一氧化碳的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于脱除烟气中氮氧化物和一氧化碳的催化剂，尤其是涉及一种低温脱除氮氧化物和一氧化碳的催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物NO_x和一氧化碳CO是大气污染的主要物质, 主要来自于燃煤电厂大型锅炉的排放和我国分布广泛、数量众多的工业锅炉、水泥玻璃窑炉、冶金钢铁烧结炉、化工厂和酸洗设备及汽车尾气等的排放。氮氧化物和一氧化碳气体的污染已经成为环境治理的一个重要课题, 吸附脱除和催化转化氮氧化物、一氧化碳是重要的治理手段。

目前世界上燃煤电厂烟气脱硝技术中最为成熟、最有成效的是以NH₃为还原剂的选择性催化还原技术（SCR）。工业上SCR技术常用的催化剂主要是V₂O₅ /TiO₂ 或V₂O₅~WO₃/TiO₂，这些催化剂在350~400℃表现出很高的脱硝效率。

目前国内外已经出现较多低温SCR催化剂的研究报道。

CN1872413 A公开了一种脱硝催化剂，由下列组份组成:30 ~ 70重量份数的膨润土、5~20重量份数的TiO₂ , 5~10重量份数的Fe₂O₃ , 5~15重量份数的CuO, 3~6重量份数的水分，还公开了上述脱硝催化剂的制备方法。但该脱硝催化剂的NO_x脱除效率为81%~88%，脱硝催化剂的NO_x脱除性能相对较差。

CN102114424 A公开了一种低温烟气脱硝SCR催化剂，由载体和氧化锰及Ce, Zr, Ti, Co, Fe, Cu中的一种或一种以上元素的复合氧化物组成，锰元素的质量含量为0.1~66%，Ce, Zr, Ti, Co, Fe或/和Cu各元素总质量含量为0~50%；载体是玻璃纤维和/或硅藻土，其中载体玻璃纤维经400~600℃温度下锻烧2~4小时，然后置于质量浓度为5~40%的硝酸、硫酸或者盐酸溶液中酸化1~8h，用蒸馏水洗涤至中性，80~120℃下干燥，粉碎至细度为20~325目而得。该低温烟气脱硝SCR催化剂可用于100~200℃的低温烟气脱硝，120℃下NO的脱除率达到80%以上，且抗水和抗硫中毒的能力强，但该催化剂的生产工艺复杂，成本较高。

CN102527406 A 公开了一种用于烟气脱硝的低温SCR催化剂，以改性废旧轮胎热解渣为载体，以MNO_x FeO_x为主催化剂；该催化剂采用浸渍法制备，采用改性热解渣为载体，比表面积大、吸附能力强、价格便宜，且可变废为宝。该催化剂降低了SCR的操作温度，但其NO脱除率仅65~85%，催化剂活性相对偏低。

可见，目前国内外虽然已经出现较多低温SCR催化剂的研究报道，但这些催化剂还存在或低温活性不高，使用寿命短，或功能单一，或其制备工艺复杂，成本过高等缺陷。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种低温脱除氮氧化物和一氧化碳的催化剂及其制备方法，使用该催化剂，可以在低温下，同时高效脱除烟气中的氮氧化物和一氧化碳；使用该制备方法，生产工艺简单，生产成本较低；生产出的催化剂性能好，质量稳定。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明之一种低温脱除氮氧化物和一氧化碳的催化剂，由活性组分和活性炭载体组成，活性组分为氧化铜或/和氧化亚铜，以氧化铜计，活性组分的的含量占催化剂总重量的1~30%。

进一步，活性组分的含量占催化剂总重量的5~15%。

进一步，活性炭为用果壳制得的活性炭。

本发明之一种低温脱除氮氧化物和一氧化碳的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

a)将活性炭酸洗、水洗，并在100～120℃干燥4～6h，然后测定活性炭的等体积吸水量；

b)常温下，将步骤a)处理后的活性炭置于等体积的铜盐溶液中，浸渍12～72h；

c)将步骤b)处理后的活性炭在60～150℃干燥1～10h；

d)将步骤c)干燥后的活性炭在150～500℃焙烧1～7 h，得到催化剂成品。

进一步，步骤a）中活性炭的比表面积为100～1000m²/g，活性炭酸洗采用无机酸，优选盐酸。