[发明专利]微波催化用复合催化剂及其催化分解NO的方法

说明书

本发明提供一种微波催化用复合催化剂，复合催化剂为MgCo₂O₄‑BaCO₃复合型催化剂。此种催化剂具有协同作用且能与微波结合进行NO催化分解，NO脱除率高达99.6％。本发明还公开一种采用上述催化剂的催化分解NO的方法，在微波催化反应器装置的反应管中填充上述微波催化用复合催化剂形成微波催化反应床，待处理的废气在通过微波催化反应床时发生气‑固催化反应，其中的NO直接催化分解成N₂和O₂。应用本发明的催化分解NO的方法，没有二次污染，而且工艺简单，操作方便易于控制，NO脱除效率非常高(NO转化率可达99.6％)，抗氧性强，抗水蒸气强，操作温度低，节能环保，运行成本低；处理后的烟气或废气可以直接达到国家排放标准。

技术领域

本发明涉及微波催化技术领域，特别地，涉及一种微波催化用复合催化剂及其催化分解NO的方法。

背景技术

氮氧化物是严重危害人类健康的主要污染物之一，其95％以上成分为NO。据估计，2015年我国燃煤电厂NO_x排放量将达到1310万吨，可见控制NO的排放是极为重要的。随着人类生活水平的不断提高，世界各国都非常重视对含有氮氧化物排放物治理的研究、推广和应用。

NO的直接分解法因具有经济、不消耗NH₃、CO、CH₄等还原剂、不产生二次污染的特点，被认为是最具吸引力的方法。NO分解的反应为虽然NO直接分解为N₂和O₂在热力学范围内达到99％是完全可行的，但是反应活化能高达364kl/mol，氧气阻碍。目前虽然关于NO的直接催化分解方面的研究报道很多，也取得了一定的进展，但仍存在脱硝率低和明显的氧阻抑和水蒸气阻碍现象。因此需要找到一种合适的催化剂与一种高效的能量来共同作用降低反应的活化能，同时消除氧阻抑和水蒸气阻碍，使NO直接分解反应能够在低温超氧和水蒸气条件下高效进行。

本申请的发明人及其课题组一直致力于微波直接催化分解NO脱硝领域的研究。如申请人申请了如下专利。

专利201110451086.6提供一种微波催化选择性还原反应脱硝方法，所述方法包括在微波催化反应器装置的反应管中填充催化剂形成微波催化反应床，被处理气体在通过微波催化反应床时发生气-固反应进行脱硝处理；所述催化剂是以活性炭为基，负载活性组分组成的复合型催化剂；所述负载活性组分为金属及其氧化物或/和过渡金属及其氧化物，负载活性组分负载量的质量比为0.1-15％；所述复合型催化剂填充在微波催化反应器装置的反应管中组成复合型微波催化反应床，被处理气体经过复合型微波催化反应床时，以复合型催化剂中的活性炭为还原剂，与气体中的一氧化氮发生选择催化还原反应，将氮氧化物脱除。该发明具有转化率高、能耗小、节能环保，运行成本低、无二次污染等优点。

专利CN201110451237.8提供一种微波催化直接分解NO的脱硝方法，将填充了催化剂的反应管安装在微波场中构成反应床层，所述反应管采用石英玻璃或其他透波材料制作；含NO的烟气/废气在通过反应床层时，在设定的反应温度下，在微波场和催化剂的共同作用下进行气固催化反应；其特征在于：所述反应床层中的催化剂为铜分子筛催化剂Cu-ZSM-5；所述反应的催化剂床层温度为100℃-450℃，优选280℃-380℃。被处理气体经过微波催化反应床时，以铜分子筛Cu-ZSM-5为催化剂，直接催化分解气体中的一氧化氮转化为氮气和氧气，将氮氧化物脱除。该发明具有直接分解转化率高、能耗小、节能环保，无还原剂消耗、运行成本低等优点。