[发明专利]一种低温CO还原脱硝V/AC催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种低温CO还原脱硝V/AC催化剂及其制备方法与应用，属于烟气净化技术领域。本发明将椰壳活性炭颗粒加入到硝酸溶液中活化得到AC载体，将AC载体加入到VOSO₄溶液中浸渍，在氮气氛围中经温度为450～550℃焙烧得到低温CO还原脱硝V/AC催化剂。本发明低温CO还原脱硝V/AC催化剂可作为低温催化剂且以CO为还原剂脱除烟气中NO_x，本发明低温CO还原脱硝V/AC催化剂制备方法简单、钒氧化物分散性好，且具有较高脱硝率、良好氮选择性等特点。

技术领域

本发明涉及一种低温CO还原脱硝V/AC催化剂及其制备方法与应用，属于烟气净化技术领域。

背景技术

活性炭作为一种金属氧化物催化剂载体，具有巨大比表面积、丰富孔径结构、稳定化学性质和良好吸附性能，同时还具有强度高、易于再生等优点。活性炭为载体所制备的催化剂已广泛用于炼油、化工、农业等各领域。活性炭因其材质不同所具有的表面物理化学性质也不同，导致所制备的催化剂性能存在较大差异。

空气污染物中，固定源和流动源所产生的氮氧化物(NO_x)引起了许多环境问题，例如酸雨和光化学烟雾。目前氨气选择性催化还原(NH₃-SCR)脱硝技术已经成为除去NO_x最有效的途径之一，但是该技术具有局限性，例如NH₃泄漏、催化剂中毒、管道腐蚀和空气预热器堵塞。因此必须寻找一种替代NH₃-SCR的方法。

发明内容

本发明针对现有烟气脱硝技术中NH₃-SCR工艺存在的问题，提供一种低温CO还原脱硝V/AC催化剂及其制备方法与应用，本发明以廉价的椰壳活性炭为载体，采用五价钒为主的钒氧化物作为活性组分，实现以CO为还原剂，在低温条件下对NO_x脱除；可解决现有烟气脱硝NH₃-SCR催化剂在低温条件下脱硝率不高、孔道易堵塞、易中毒等问题。

一种低温CO还原脱硝V/AC催化剂，包括硝酸活化的椰壳活性炭载体和钒氧化物活性组分，其中钒元素与椰壳活性炭的质量比为5～15％；V/AC催化剂低温催化CO还原脱硝；若钒元素质量比过大，活性组分钒氧化物会发生团聚现象导致孔道堵塞和活性位点被覆盖，引起活性位点不足导致催化剂脱硝活性降低；

所述低温CO还原脱硝V/AC催化剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)将椰壳活性炭加入到去离子水中，在温度为60～80℃下超声处理2～3h，过滤干燥，然后再加入到硝酸溶液中，在温度为60～80℃下活化2～3h，经去离子水洗涤至中性，鼓风干燥，即得活性炭载体AC；

(2)将步骤(1)活性炭载体AC加入到VOSO₄溶液中浸渍，再在温度为60～80℃下超声处理2～3h，固液分离，固体经温度为100～110℃、空气氛围下干燥12～24h得到V/AC催化剂前驱体；

(3)在氮气保护下，将步骤(2)V/AC催化剂前驱体置于温度为450～550℃下焙烧4～5h得到低温CO还原脱硝V/AC催化剂。

所述步骤(1)硝酸溶液浓度为3～4mol/L。

以活性炭载体AC的质量为100％计，步骤(2)VOSO₄中V元素的质量分数为5～15％。

所述催化剂作为低温催化剂在烟气脱硝NO_x中的应用：CO为还原剂，催化温度为100～220℃；采用CO作为还原气体，还可解决传统还原剂NH₃易逃逸问题。