CN1190255C - 一种工业气体或废气低温催化脱除氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法 - Google Patents

一种工业气体或废气低温催化脱除氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1190255C
CN1190255C CNB001229451A CN00122945A CN1190255C CN 1190255 C CN1190255 C CN 1190255C CN B001229451 A CNB001229451 A CN B001229451A CN 00122945 A CN00122945 A CN 00122945A CN 1190255 C CN1190255 C CN 1190255C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammonia
catalyst
low
gas
waste gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB001229451A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1340372A (zh
Inventor
吴迪镛
秦永生
王树东
付桂芝
袁权
张金昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CNB001229451A priority Critical patent/CN1190255C/zh
Publication of CN1340372A publication Critical patent/CN1340372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1190255C publication Critical patent/CN1190255C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

一种工业气体或废气低温催化脱除NOx、NH3、CO、H2的方法，其特征在于：以非均布的蛋壳型低贵金属含量催化剂为催化剂，该催化剂以α-Al2O3单独作为载体，以0.05～0.5wt%Pd和/或Pt为活性组份；在O2＝320%、NO＝5-1000ppm、CO2＝0.05-25%、CO＝0.01-0.6%、H2＝0.01-0.5%、H2＝0.1-30%，SO2＝0-50ppm的废气中配入NH3气，配入量为NH3/NO＝1-3，在160～280℃的条件下，同时脱除NO、NH3、CO、H2到10ppm以下。本发明开创了一条脱除NO、NH3、CO、H2的新途径，其NO和NH3、CO、H2脱除率高、配氨量低、操作温度宽、催化剂贵金属用量少、无氨二次污染。

Description

一种工业气体或废气低温催化脱除 氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法
本发明涉及环境保护、工业催化、气体净化等领域。首次提供了一条在活性非均布Pd和/或Pt(-M)/Al2O3催化剂上，富氧和二氧化碳条件下，氨部分选择性催化还原脱除NO和催化氧化脱除还原剂(NH3、CO、H2)的新途径。
在化学、电力等工业中，有大量含NO的废气排放到大气中。NO经一系列变化，会形成酸雨、光化学烟雾、光化学污染等环境问题，对人类及生态环境造成巨大的损害。废气中NO的处理日益重要。氨部分选择性催化还原NO方法是众多NO脱除方法之一，一般是在贵金属或非贵金属催化剂(Pd、Pt、Rh、V、Cu、Cr)上，向废气中加入等于或大于与NO进行化学反应的计量比的氨，使NO基本完全反应，达到脱除NO的目的。此过程存在明显的不足：
(1)氨配入量很难控制，容易造成氨的二次污染或需要加净化氨的装置；
(2)反应温度较高，能量较难回收；
(3)催化剂不耐二氧化硫，容易中毒；
(4)不适用于NO和还原剂(NH3、CO、H2)的深度净化过程。
本发明的目的在于提供了一种工业气体或废气低温催化脱除NOx、NH3、CO、H2的方法，其NO脱除率高，操作温度低范围宽，并可同时脱除还原剂(NH3、CO、H2)，催化剂贵金属用量少，流程简单，操作方便。
本发明提供了一种工业气体或废气低温催化脱除NOx、NH3、CO、H2的方法，其特征在于：
以非均布的蛋壳型低贵金属含量催化剂为催化剂，该催化剂以α-Al2O3单独作为载体，以0.05～0.5wt％Pd和/或Pt为活性组份；
在O2＝3-20％、NO＝5-1000ppm、CO2＝0.05-25％、CO＝0.01-0.6％、H2＝0.01-0.5％、H2O＝0.1-30％，SO2＝0-50ppm的废气中配入NH3气，配入量为H3/NO＝1-3，在160～280℃的条件下，同时脱除NO、NH3、CO、H2到10ppm以下。
在本发明所述催化剂中还可以加入0.01～10wt％助剂，助剂选自Sr、Mg、Ca、Mn、Cr、V、Zn之一种，活性组分和助剂以蛋壳型非均匀地分布在载体上。
本发明原理是利用在活性非均布Pd和/或Pt(-M)/Al2O3催化剂上，氨还原NO反应在与氨氧反应的平行竞争过程中占优势，从而实现富氧条件下的氨部分选择性还原脱除NO过程，同时在富氧条件下催化氧化脱除还原剂(NH3、CO、H2)。常压、低温下(160～280℃)，氨还原NO选择性高，NO脱除率高达99％以上；NH3、CO、H2氧化的转化率高于99％；主要反应如下：
                        I
                        II
                            III
                            IV
反应I为NO还原反应，反应II、III、IV为还原剂(NH3、CO、H2、)氧化反应。反应引发后，氨同时分配给NO、O2进行还原反应和氨氧反应。此过程的关键在于控制温度，保证有足够的氨与NO进行还原反应I及保证有足够的氧与还原剂(NH3、CO、H2)进行氧化反应II、III、IV。
本发明采用同于专利申请号为98114397.0的催化剂制备方法，制备以Pd和/或Pt为主要活性组份的低铂钯含量活性非均布Pd和/或Pt(-M)/Al2O3催化剂。既取φ2～3mm，强度≥5kgf/cm2的球形氧化铝作载体，对载体用含氧有机化合物进行预饱和吸附处理，将预处理好的载体浸渍在贵金属溶液中，高温焙烧，冷却后，用肼溶液还原，清洗干燥。该催化剂具有活性高、低温稳定性及多次启动性好、贵金属用量少的优点。贵金属的用量仅为0.05～0.5％，比常用催化剂的贵金属用量低5～10倍，从而使催化剂价格大幅度降低。
本发明采用氨作为部分选择性还原剂，配入的氨量根据废气中的氮氧化物最高含量调节。NOx量高，配入的氨量高；反之配氨量可以低也可以不变。配入的氨量范围宽NH3/NO＝1-3。使得还原剂用量容易控制，有效地降低了还原剂的控制费用和二次污染。配入的氨既可以采用液氨，也可以采用粗氨或废氨，这样可以降低还原剂费用。
下面通过实施例详述本发明：
实施例1：
取φ2～3mm，强度≥5kgf/cm2的球形氧化铝20g作载体，对载体用40％的含氧有机化合物乙醛进行预饱和吸附处理12小时。称100mg铂钯，用1ml王水溶解，体积控制在20ml，将20g预处理好的载体浸渍此溶液5分钟，在500℃高温热处理20分钟后，再在500℃焙烧4小时，冷却后，用1％的肼溶液还原上述催化剂，还原完全后清洗干燥。此催化剂用在实施例6的反应中，在常压、低温下，NO有很高脱除率，200℃时，NO转化率高于99％，出口NO、NH3均小于10ppm。
实施例2：
取与实施例1相同的载体50克，对载体用35％的乙醇溶液预饱和吸附处理12小时，将50mg Pd和/或PtCl2，0.03gSrCO3用3ml1溶解，控制体积为50ml，将处理好的载体浸渍此溶液2分钟，在1200℃高温热处理10分钟，再在800℃下焙烧2小时，冷却后，用1％的肼溶液还原上述催化剂12小时，清洗氯根，碱性及杂质，干燥。此催化剂装填在与实施例3相同的反应设备中，在与实施例3相同的实验条件下，200℃时，NO转化率高于99％，出口NO、NH3均小于10ppm。
实施例3：
取φ2～3mm，强度≥5kgf/cm2的球形氧化铝载体11000克，对载体用40％的含氧有机化合物乙醛进行预饱和吸附处理12小时。称取铂钯10毫克，用王水将其完全溶解，体积为50毫升，将预处理好的载体浸渍此溶液1分钟，在1200℃高温热处理10分钟，800℃焙烧4小时，冷却后，用1％的肼溶液还原上述催化剂，还原完全后清洗干燥。得到Pd和/或Pt含量为0.05％的活性非均布催化剂；用同样的方法也得到Pd和/或Pt含量为0.05％的活性非均布催化剂。将这两个催化剂装填在与实施例5相同的反应设备中，在与实施例5相同的实验条件下，得到200℃时，NO转化率高于99％，出口NO、NH3均小于10ppm。
实施例4：
取与实施例3相同的载体50克，用与实施例3相同的方法制备出Mg含量为0.405％的Mg/Al2O3催化剂。将此催化剂装填在与实施例5相同的反应设备中，在与实施例5相同的实验条件下，得到200℃时，NO转化率高于99％，出口NO、NH3均小于10ppm。
实施例5：
在常压、固定床反应器中装填实施例3准备的1克0.2％的活性非均布Pd和/或Pt/Al2O3催化剂，实验条件：NO＝1000±20ppm，NH3＝1000-2000ppm，O2＝3-10％，CO2＝0.05-15％余为N2，S.V.＝2500ml/g·hr，得到NO转化率与尾气中氨和氮氧化物含量随温度变化的结果如表1。
        表1.不同温度条件的NO脱除率，出口NO和NH3
  温度(℃)   150   160   200   220   250
  RNO(％)   95.6   99.2   99.6   99.6   99
  NO(ppm)   44   8   4   4   10
  NH3(ppm)   检不出   检不出   检不出   检不出   检不出
从此表中可以看出，160～250℃，配入的NH3完全反应后，废气中残留有NO小于10ppm，氨检测不出(氨最低检测量为10ppm)，NO脱除率高于99％。
实施例6：
在常压、固定床反应器中装填实施例1制备的1克0.5％的活性非均布Pd和/或Pt催化剂，实验条件：NO＝1000±20ppm，NH3＝1000-1700ppm，O2＝10％，CO2＝15％，H2O＝0.1-17％余为N2，S.V.＝2000ml/g·hr，得到220～250℃，NO脱除率高于99％，氨检测不出(氨最低检测量为10ppm)。
实施例7：
在常压、固定床反应器中装填实施例4制备的20克0.1％的活性非均布Pd和/或Pt/Al2O3催化剂，实验条件：NO＝5-600ppm，NH3＝1000-1700ppm，O2＝10％，CO2＝15％，H2O＝0.1-30％余为N2，S.V.＝2000ml/g·hr，得到在温度220～250℃范围内，NO和NH3脱除率高于99％，氨检测不出(氨最低检测量为10ppm)。
实施例8：
在常压、固定床反应器中装填实施例2制备的20克0.2％的活性非均布Pd和/或Pt/Al2O3催化剂，实验条件：NO＝5-600ppm，0.1～0.6％CO，NH3/NO＝1-3，O2＝10％，CO2＝15％余为N2，S.V.＝2000ml/g·hr，200℃时，NO、CO、NH3转化率高于99％，出口NO、CO、NH3均小于10ppm。
实施例9：
在反应设备、催化剂、气体组成、反应空速与实施例8相同的条件下，增加0.1～0.6％H2气体，200-250℃时，NO、H2、CO、NH3转化率高于99％，出口NO、H2、CO、NH3均小于10ppm。
实施例10：
在常压、固定床反应器中装填实施例4制备的20克0.1％的活性非均布Pd和/或Pt/Al2O3催化剂，实验条件：NO＝600±20ppm，NH3＝1000-1800ppm，O2＝10％，CO2＝15％，在常压、固定床反应器中装填实施例4制备的20克0.1％的活性非均布Pd和/或Pt/Al2O3催化剂，实验条件：NO＝600±20ppm，NH3＝1000-1800ppm，O2＝10％，CO2＝15％，20～60ppmSO2，0.6％CO，0.3％H2，余为N2，S.V.＝2000ml/g·hr，230-280℃时，NO转化率高于99％，出口NO、NH3、CO、H2均小于10ppm。
实施例11：
在常压、固定床反应器中装填实施例3制备的20克0.1％的活性非均布Pd和/或Pt/Al2O3催化剂，实验条件：NO＝600～700ppm，NH3＝1000～2000ppm，O2＝10％，CO2＝15％，CO＝0.1-0.6％，H2＝0.1-0.3％，H2O＝0.1-02％，SO2＝20～50ppm，余为N2，S.V.＝2000ml/g·hr，得到经过500小时的稳定运行，200-280℃的催化剂稳定性结果，NO，NH3，CO，H2转化率高于99％，出口NO、NH3、CO、H2均小于10ppm。
实施例12：
在常压、固定床反应器中装填实施例3制备的10000克0.1％的活性非均布Pd和/或Pt/Al2O3催化剂，实验条件为上海宝钢石灰窑尾气：NO＝70-800ppm，NH3＝247～856ppm，O2＝11-13％，CO2＝12-18％，CO＝0.1-0.6％，H2O＝1-5％，余为N2，S.V.＝2450ml/g·hr，得到经过200小时的稳定运行，200-250℃的催化剂稳定性结果，NO，NH3，CO，转化率高于99％，出口NO、NH3、CO均小于10ppm。

Claims (2)

1、一种工业气体或废气低温催化脱除NOx、NH3、CO、H2的方法，其特征在于：
以非均布的蛋壳型低贵金属含量催化剂为催化剂，该催化剂以α-Al2O3单独作为载体，以0.05～0.5wt％Pd或/或Pt为活性组份；
在O2＝3-20％、NO＝5-1000ppm、CO2＝0.05-25％、CO＝0.01-0.6％、H2＝0.01-0.5％、H2O＝0.1-30％，SO2＝0-50ppm的废气中配入NH3气，配入量为NH3/O＝1-3，在160～280℃、S.V.＝2000-2500ml/g·hr的条件下，同时脱除NO、NH3、CO、H2到10ppm以下。
2、按权利要求1所述工业气体或废气低温催化脱除NOx、NH3、CO、H2的方法，其特征在于：配入的氨采用液氨、粗氨或废氨。
CNB001229451A 2000-08-30 2000-08-30 一种工业气体或废气低温催化脱除氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法 Expired - Fee Related CN1190255C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB001229451A CN1190255C (zh) 2000-08-30 2000-08-30 一种工业气体或废气低温催化脱除氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB001229451A CN1190255C (zh) 2000-08-30 2000-08-30 一种工业气体或废气低温催化脱除氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1340372A CN1340372A (zh) 2002-03-20
CN1190255C true CN1190255C (zh) 2005-02-23

Family

ID=4589434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001229451A Expired - Fee Related CN1190255C (zh) 2000-08-30 2000-08-30 一种工业气体或废气低温催化脱除氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1190255C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101081303B (zh) * 2007-06-28 2010-12-01 湖南科技大学 空气自净法治理潜艇废气的方法
US8323602B2 (en) * 2010-07-08 2012-12-04 Air Products And Chemicals, Inc. Treatment of flue gas from an oxyfuel combustion process
CN102698742B (zh) * 2012-05-18 2014-10-08 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 用于6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸液相加氢还原反应的催化剂及其制备方法
CN110327918A (zh) * 2019-07-15 2019-10-15 北京工业大学 一种同时去除nh3逃逸和co的催化剂及制备
CN116422343B (zh) * 2023-04-11 2024-03-05 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种用于烟气污染物脱除的双原子催化剂及其制备方法和分层联用催化剂组合、应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN1340372A (zh) 2002-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100337724C (zh) 除氮氧化物的方法
CN115193430B (zh) 氨分解催化剂和使用其的氨分解方法
CN113797935B (zh) 一种用于低温高效处理VOCs的催化剂及其制备方法
CN108176396A (zh) 一种甲醛去除剂及其制备方法和应用
CN101053834A (zh) 一种钌基氨合成催化剂及其制备方法
CN110449150B (zh) 一种内嵌纳米金属的中空炭管阵列催化剂及其制备方法和应用
CN1768934A (zh) 挥发性有机污染物净化用镍－钯整体式催化剂及制备方法
RU2304465C2 (ru) Катализатор для разложения n2o в процессе оствальда
CN1190255C (zh) 一种工业气体或废气低温催化脱除氮氧化物、氨、一氧化碳、氢气的方法
CN100460567C (zh) 金属改性活性炭纤维电极和用该电极去除硝酸盐的方法
CN108786896B (zh) 一种贵金属催化剂的制备方法
CN1203918C (zh) 一种用于脱含HCN废气的负载Cu催化剂及制备方法和应用
CN1087655C (zh) 一种高强度高耐热性和抗中毒性脱氧催化剂
CN106000420B (zh) 一体脱除N2O和NOx的催化剂及其制备方法
CN113578358A (zh) 一种Pt/NVC-g-C3N4光催化材料及其制备方法和应用
CN1511615A (zh) 一种含氰气体净化催化剂及其制备方法
CN111013574A (zh) 一种用于空气除甲醛的贵金属/碳球复合催化材料的制备方法
CN1750865A (zh) 净化废气用催化剂及其生产方法
CN114768827A (zh) 一种处理工业含水有机废气的催化剂及其制备方法和应用
CN85106964A (zh) 除去含有二氧化硫的气体中氨气的方法
CN113750981A (zh) 一种协同净化多种污染物的催化剂及其制备方法
CN1123375C (zh) 一种富氧条件下氢部分选择还原一氧化氮的方法
JP2005095786A (ja) アンモニア含有排ガスおよびアンモニア含有排水の浄化方法
CN113413909A (zh) 一种富氧环境下选择性催化还原NOx的催化剂制备方法
CN106179451A (zh) 一种改性炭基脱硝催化剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050223

Termination date: 20090930