[发明专利]一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3

说明书

本发明公开了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH₃选择性低温催化还原N0的方法，该方法包括以下步骤：将一定质量的农业废弃生物炭质置于一定浓度的金属（铜/镍/钴/锰）盐溶液中，得到金属盐改性农业废弃物生物炭质催化剂前体；对催化剂前体进行超声处理之后将产物烘干，随后高温煅烧得到目标催化剂；将上述催化剂用于PH3选择性低温催化还原NO。本发明方法简单、成本低且在改性活性炭基催化剂存在条件下，PH3选择性低温催化还原NO的去除率可达60%以上。利用金属改性农业废弃生物炭质作为催化剂，且磷化工的污染物磷化氢气体可以直接被利用起来，反应温度低于常规处理方法、节约能源、符合于工业应用。

技术领域

本发明属于大气污染净化技术领域，具体涉及一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH₃选择性低温催化还原N0的方法。

背景技术

氮氧化物(其中NO占90％以上)是主要的大气污染物之一。它是PM2.5的一个重要的前驱体源，而且会严重危害人类的健康。因此，去除NOx对环境保护和保障人体健康具有重要意义。

氨气选择性催化还原(selective catalytic reduction:SCR) 是除去NOx最有效的方法之一。目前，工业SCR催化剂一般为 V2O5-WO3/TiO2，其工作温度窗口为300～400℃。但是，当温度低于 300℃时，催化剂的脱硝性能大大降低；当温度过高时，会产生大量的N2O，对环境和人类的健康不利。并且，对于电厂锅炉来说，烟气排放温度随其负荷而变动。低负荷运行时烟气温度可能达到250℃左右，国内外现有工业SCR催化剂不能应用于电厂低负荷运行的烟气条件。发展低温脱硝催化剂时目前急需解决的技术难题。

中国为农业大国，大量的玉米秸秆、小麦秸秆等往往采用焚烧处理，导致大气污染严重。因此，利用制备的金属改性农业生物炭质废弃物催化剂来净化NO对环保事业有重要的意义。目前去除的NOx有效技术为NH3选择性催化还原NO(NH3-SCR)，该技术会消耗大量的NH3。因为液氨或尿素是农业化肥的重要组分，过多的消耗尿素或氨气将会引起农业化肥产量降低，形成与农业争粮的局面。且在NH3-SCR 的系统中，NH3可能直接逸入到大气中，直接对大气造成二次污染。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH₃选择性低温催化还原N0的方法，利用PH₃代替NH₃，用金属改性农业生物炭质废弃物催化剂对NO进行选择性催化还原，该方法投资、运行成本低，易于工业化应用。

本发明采用的技术方案：

一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH₃选择性低温催化还原 N0的方法，

该方法包括以下步骤：

步骤S1：制备农业废弃物生物炭质催化剂前体；

步骤S2：将上述产物在60～70℃下超声1～2小时后，置于 105℃烘箱内，烘干12h；

步骤S3：将烘干后的固体物置于马弗炉内进行焙烧，1～10℃ /min从室温升至200～350℃，恒温1～3小时，随后1～10℃/min 继续升温至500～800℃并保温1～4小时，得到目标催化剂，即农业废弃物生物炭质催化剂；

步骤S4：以PH₃为还原剂，在农业废弃物生物炭质催化剂存在条件下催化还原NO；其中，所述NO的浓度为100-600ppm，NO和PH₃浓度比为0.6-1.2，催化还原的反应温度150～300℃。

优选的，在上述步骤S1中，农业废弃物生物炭质催化剂前体的制备过程具体包括：