[发明专利]水热稳定含铁AEI沸石SCR催化剂

说明书

本发明提供一种水热稳定的Fe‑AEI沸石催化剂，具有以下摩尔组成：SiO₂:o Al₂O₃:p Fe:q Alk，其中o在0.001至0.2的范围内；其中p在0.001至0.2的范围内；其中Alk为碱金属离子中的一种或多种；并且其中q低于0.02。

技术领域

本发明整体涉及来自废气、烟道气和尾气的有害氮氧化物(NO_X＝NO和NO₂)的选择性催化还原(SCR)。具体地讲，本发明涉及用于SCR反应的呈硅铝酸盐形式的水热稳定含铁AEI沸石催化剂。

背景技术

环境和健康风险要求从废气、烟道气和尾气中移除有害的NOx。NO_X的主要来源是氮气和氧气在高温下反应时的热成形。在其中使用来自空气的氧气的燃烧过程中，NO_X是不可避免的副产物并存在于由内燃机、发电厂、燃气轮机、燃气发动机等产生的废气中。NO_x的释放在全球大部分地区中通常受到越来越严格的立法管制。从废气或烟道气中移除NO_X的有效方法是通过选择性催化还原，其中NO_X使用氨(NH₃-SCR)或其前体作为还原剂进行选择性还原(参见反应1-3)。通过还原剂对NO_X进行选择性催化还原(SCR)是减少废气、气流或烟道气中NO_X的量的有效方式。通常，还原剂是含氮化合物，诸如氨或脲。就使用氨的选择性催化还原(NH₃-SCR)而言，期望的反应包括：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O (反应1)

2NO+2NO₂+4NH₃→4N₂+6H₂O (反应2)

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O (反应3)

除了SCR反应之外，还可出现多种不希望的副反应。已知的问题是可形成附加NO_X的氨的非选择性氧化并且一氧化二氮的形成也是已知的问题：

4NH₃+5NO+3O₂→4N₂O+6H₂O (反应4)

4NH₃+5O₂→4NO+6H₂0 (反应5)

除含氮化合物之外，其它化合物也可用作NO_X的SCR反应中的还原剂。尤其是，使用烃(HC)还可用于选择性还原氮氧化物(HC-SCR)。

减少来自内燃机、发电厂、燃气轮机、燃气发动机等的废气或烟道气体系中的NO_X的普遍问题是当催化转化器或任何其它制品被引入废气或烟道气体系中时压降的损失。所述损失由于将废气或烟道气推过催化剂转化器所需的附加压力引起。催化转化器上的压降的任何降低均将对过程的效率和经济性产生积极的影响。降低压降的一种方法是通过降低催化转化器的尺寸但不损害NO_X还原效率，这需要使用更具活性的催化剂组合物。因此，催化剂活性的任何增加均被批准。