[发明专利]一种铁钴分子筛HC-SCR催化器的制备方法

说明书

本发明提供一种铁钴分子筛HC‑SCR催化器的制备方法，包括制备铈锆复合氧化物，将分子筛加入到硝酸铁或硝酸钴溶液搅拌反应，过滤，焙烧得到铁分子筛或钴分子筛；将硝酸镧、硝酸锰、硝酸铜配成溶液，加入铈锆复合氧化物和铁分子筛或钴分子筛，搅拌球磨得涂布液，将涂布液涂覆于直流式蜂窝载体中，经干燥，烧结，得到HC‑SCR催化器，可安装于柴油发电机排气系统中，利用发动机排气中的碳氢化合物，一氧化碳等还原性污染物将NOx还原转化为氮气，使NOx的处理成本大大降低，减少排气后处理系统的长度和体积。

技术领域

本发明涉及柴油机排气后处理系统配件，尤其用于柴油机排气系统中通过排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）催化还原氮氧化物（NOx）的HC-SCR催化器的制备方法。

背景技术

柴油机排气中用于处理氮氧化物（NOx）通用的选择性还原催化器（SCR）是使用尿素溶液作为还原剂，尿素溶液需要一套喷射系统，而且SCR催化器和喷射系统的喷嘴必须安装于颗粒物过滤器（DPF）后方，造成后处理系统长度过长，体积过于庞大，另外，在寒冷地方，尿素溶液可能会结冰凝固而无法使用。

采用碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）作为还原剂的HC-SCR目前仍处理实验室研究阶段。排气中的HC、CO、碳颗粒物（PM）理论上都可作为还原剂，在合适的HC-SCR催化剂上与NOx发生氧化还原反应，减少NOx的排放，剩余的HC、CO和PM可在后端的氧化型催化器（DOC）和颗粒捕集器（DPF）予以处理。这种效果类似于汽油发动机使用的三元催化器，但是，由于柴油机排气中有较高的氧气含量，氧气氧化性能大于NO。在氧气存在下，汽油发动机使用的三元催化器不能处理NOx，因此不能用于柴油发动机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以应用于柴油机排气系统中，利用排气中的HC、CO等还原性气体选择性还原NOx成为氮气的HC-SCR催化器的制备方法。

本发明铁钴分子筛HC-SCR催化器的制备方法包括以下步骤：

A、将硝酸铈、硝酸锆按摩尔比1﹕(0.1—0.5)溶于水，按铈锆摩尔量总和的1—1.2倍加入柠檬酸，溶解后，在80—100℃下搅拌加热至干燥，在400—700℃焙烧4—10小时，得到铈锆复合氧化物；

B、配制浓度为0.2—0.4mol/L的硝酸铁或硝酸钴溶液，加入溶液重量10—15%的ZSM-5分子筛，搅拌4—6小时，过滤，洗涤，100—120℃干燥后400—600℃焙烧2—6小时，得到铁分子筛或钴分子筛；

C、将硝酸镧、硝酸锰、硝酸铜按摩尔比1﹕(1—4)﹕(0.5—2)溶于水，配成离子总浓度1—2mol/L的溶液，加入镧锰铜总摩尔量的1—1.2倍的柠檬酸，溶解后加入溶液重量5—10%的铈锆复合氧化物，和15—30%的铁分子筛或钴分子筛，搅拌球磨得涂布液，将涂布液涂覆于直流式蜂窝载体中，经干燥，400—700℃烧结，重复涂覆和烧结直至蜂窝载体的涂覆量为50—120g/L，得到HC-SCR催化器。

优选的是，所述步骤A中，硝酸铈、硝酸锆摩尔比1﹕(0.2—0.4)。

优选的是，所述步骤A或B中，焙烧温度是450—550℃。

所述步骤C中，硝酸镧、硝酸锰、硝酸铜的摩尔比1﹕(2—3)﹕(0.8—1.2)。

本发明安装于柴油发电机排气系统中，可以利用发动机排气中的碳氢化合物，一氧化碳等还原性污染物将NOx还原转化为氮气，同时消除了HC、CO、NOx污染，具有较好的水热稳定性，可以取代尿素-SCR催化器应用到柴油机排气后处理系统中，可安装于氧化型催化器DOC前端，使NOx的处理成本大大降低，与现有DOC—DPF—尿素SCR系统相比，可减少排气后处理系统的长度和体积。

具体实施方式

实施例1

将硝酸铈、硝酸锆按摩尔比1﹕0.2溶于水，按铈锆摩尔量总和的1.2倍加入柠檬酸，溶解后，在80℃下加热至干燥，在500℃焙烧6小时，得到铈锆复合氧化物。