[发明专利]一种用于船舶去除NOx的NO氧化催化剂及制备方法

说明书

一种用于船舶去除NOx的NO氧化催化剂及制备方法，属于SCR催化领域。制备方法：首先通过化学计量称取原料，添加原料过程中加Al的前驱物和碱溶液的顺序，溶解、水浴加热搅拌后，烘干，后经550‑800℃焙烧得到目标催化剂的载体；再将Ru的前驱物溶解去离子水中，浸渍法加入制备好的载体样品，溶解，水浴加热搅拌后，烘箱烘干，后经350‑600℃焙烧得到目标催化剂。所得催化剂具有较好的高温活性和一定的抗硫抗水性能，能够满足船舶烟气快速SCR的去除NO_x的工业应用。

技术领域

本发明涉及一种去除船舶烟气NO_x的NO氧化催化剂及制备方法，属于快速SCR催化剂技术制备领域。

背景技术

随着经济的发展，河海运输由于其强大的运载能力和低廉的营运成本，使得船舶数目日渐庞大，柴油机作为船舶的动力系统，其产生的氮氧化物是造成空气污染的重要源头之一，氮氧化物是涉及环境危害最多的危险物，其能造成光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏和温室效应等，对自然环境和人体健康都产生危害，因此目前对于氮氧化物的治理刻不容缓。

由于船舶本身空间有限，传统SCR占地面积大，不适于船舶实际应用。快速SCR，由于其在NO与NO₂比例接近1:1时，其反应速率是传统SCR的十倍，因此快速SCR能够在高空速下保持较高的氮氧化物去除效率，能够满足排放要求，并且节省了占地空间，更适于船舶NO_x的去除。四冲程的柴油机的排烟温度可高于400℃，船舶柴油机烟气排放温度规定最高不可超过550℃。SO₂和H₂O是船舶排出气体的重要组成部分。故本文研究较高温度焙烧下不同载体的钌基催化剂的活性及抗硫抗水性能，所以，在二氧化硫和水同时存在的条件下，保证催化剂氧化活性仍能满足快速SCR的条件是目前的一大难题。只有克服这一困难，才能在工业上广泛应用。

目前NO氧化催化剂的探究的反应温度为350℃以内，本发明研究的优势是一种钌铝铈锆催化剂，其探究的反应温度为140-450℃，具有较好的高温活性和一定的抗硫抗水性能，能够满足船舶烟气快速SCR的去除NO_x的工业应用。

发明内容

本发明为改善传统SCR催化剂质量大、占地面积大等问题，提供了用于去除船舶NOx的快速SCR法中NO氧化的钌铝铈锆催化剂及其制备方法。

对于该钌铝铈锆催化剂的制备方法，主要包括以下步骤：

(1)首先称取Ce的前驱体、Zr的前驱体，在去离子水中混合溶解，得到混合盐溶液，再加入Al的前驱体和碱，混合过程可以使用水浴加热搅拌等手段，其中Ce:Zr的摩尔比为1-3:1-2，Al:Ce质量比为1-2:0.3-0.6，加碱调pH值为9-13，搅拌转速为150-350r/min，搅拌时间为：2-4小时，加热温度为60-100℃；

(2)将搅拌至粘稠状的样品置于抽滤装置加入去离子水进行洗涤，得到pH为中性的样品。将中性的混合物置于烘箱干燥，马弗炉中焙烧。其中烘箱温度100-120℃，焙烧温度在550-800℃，焙烧时间为：3-5小时，研磨，即可得到目标催化剂载体样品；

(3)称取一定量的Ru的前驱物，将其在去了离子水中溶解，再加入步骤2得到的载体粉末，得到混合溶液，混合过程可于水浴加热搅拌进行；其中Ru的含量为0.3％-2.5％加热温度为50-90℃，搅拌转速为120-250r/min，搅拌时间3-5小时；

(4)将搅拌后的样品置于烘箱干燥，马弗炉中焙烧，其中烘箱温度100-110℃，焙烧温度为：350-600℃，焙烧时间2-5小时，即可得到目标催化剂样品。