[发明专利]一种低温CO-SCR脱硝Fe-Ce/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‑SCR脱硝Fe‑Ce/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载体加入到硝酸铈和硝酸铁混合溶液中浸渍，在氮气氛围中经温度为400～500℃焙烧得到低温CO‑SCR脱硝Fe‑Ce/AC催化剂。本发明低温CO‑SCR脱硝Fe‑Ce/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‑SCR脱硝Fe‑Ce/AC催化剂制备方法简单、金属氧化物分散性好，且具有在低温条件下较高脱硝率、良好氮选择性等优点。

技术领域

本发明涉及一种低温CO-SCR脱硝Fe-Ce/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

氮氧化物(NO_x)是主要大气污染物，是形成酸雨、破坏臭氧、产生温室效应、制造光化学烟雾和雾霾的原因之一，其大量排放会对人体健康和生态环境造成严重危害。目前，选择性催化还原(SCR)脱硝是治理NO_x的主流技术，其核心是催化剂研发，且以V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂为主，脱硝温度窗口范围为300～400℃，具有较高脱硝率，但该技术无法直接应用于低温烟气，且存在氨逃逸、催化剂易中毒、管道腐蚀等问题。因此有必要寻找一种更经济、长效、环保的低温脱硝技术代替NH₃-SCR。

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-SCR脱硝Fe-Ce/AC催化剂及其制备方法与应用。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。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元，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、易被烟气中的重金属、碱土金属等物质毒化问题。

一种低温CO-SCR脱硝Fe-Ce/AC催化剂，包括硝酸活化的椰壳活性炭载体、CeO_x和FeO_y的复合金属氧化物活性组元，其中Ce元素和Fe元素的质量与椰壳活性炭质量比为3.62～4.73％；若Ce和Fe元素质量比过大，金属活性组元会发生团聚现象导致活性炭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-SCR脱硝Fe-Ce/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加入到硝酸铈和硝酸铁混合溶液中浸渍，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Fe-Ce/AC催化剂前驱体；

(3)在氮气保护下，将步骤(2)Fe-Ce/AC催化剂前驱体置于温度为400～500℃下焙烧4～5h得到低温CO-SCR脱硝Fe-Ce/AC催化剂；

所述步骤(1)硝酸溶液浓度为3.5～4.5mol/L；

所述椰壳活性炭载体的粒径为10～20目；

以活性炭载体AC质量为100％计，步骤(2)Ce元素和Fe元素的质量与椰壳活性炭的质量比为3.62～4.73％，Ce元素与Fe元素的摩尔比为3～9:1；