[发明专利]一种Ru-Ag双金属复合型脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Ru‑Ag双金属复合型脱硝催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂以γ‑Al₂O₃为载体，贵金属Ru和Ag为活性组分；以载体的质量为基准，催化剂中活性组分Ru的负载量为0.01％～1.0％，Ag的负载量为1％～10％。该催化剂用于烟气脱硝。与单一组分的Ru基或Ag基催化剂相比，本发明利用了双金属协同作用显著地提高了催化剂的脱硝效率，有效地拓宽了其活性温度窗口；在氧气过量，GHSV＝37500h^‑1的条件下，250～400℃内，NO的转化率可达65％左右。

技术领域

本发明涉及SCR(选择性催化还原)烟气脱硝技术，特别涉及一种用CO作还原剂的中高温SCR脱硝的催化剂及其制备方法和应用，属于大气净化技术和环保催化材料领域。

背景技术

烟气排放是大气污染的一个重要源头，因此净化烟气是治理大气污染的重要手段。温室气体主要从节能减排角度和新能源开发入手，烟气脱硫技术已经日渐成熟和稳定，而对于脱硝技术，选择性催化还原(SCR)是最有效也是应用最多的技术。根据所使用的还原剂的不同，SCR技术可以分为两类，一类是以NH₃为还原剂的SCR技术，另一类是以碳烃类(包括CO、H₂、C₃H₈)为还原剂的SCR技术。

用NH₃作为还原剂，脱硝率可达95％，但同时也存在很多负面问题，比如需要另外加入NH3，无形中提高了成本，并且氨在运输过程中还存在泄露的问题，反应后可能会造成二次污染等；来源较容易的CH₄作还原剂也具有良好的脱硝活性，但是运输困难，反应后副产物多，易产生带有毒性的COS，而且产物中的H₂O会对催化剂活性造成影响，使其发展受到制约；以H₂作还原剂所需的反应温度较低，但是不易运输和保存，而且来源较之其他还原剂要困难些，使其在实际工业化中受到阻拦；以CO作为还原剂目前受到人们重视，由于不完全燃烧，烟气中本身就会带有一定量CO，随着NOx和SO₂等一起排出，因此，使用烟气中自带的CO作为还原剂不仅可以起到脱硫脱销的作用，还可以将CO一起脱除，具有操作性强的优点。

CO催化还原NO因能同时消除两种污染气体而受到许多研究者的青睐，而用于该反应的催化剂主要有负载型贵金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂。由于FCC再生器中氧气的含量大约在1～2％，而大多数过渡金属氧化物催化剂在有氧条件下优先催化CO与O₂的反应，几乎没有脱硝效果。因此开发富氧条件下高活性、高选择性的CO-SCR催化剂，对解决实际情况有重要意义。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：提供一种Ru-Ag双金属复合型脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂通过活性组分Ru和Ag双金属的协同效应，显著的提高了催化剂的脱硝效率和热稳定性，同时拓宽了催化剂的脱硝反应温度窗口。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种Ru-Ag双金属复合型脱硝催化剂，所述催化剂以γ-Al₂O₃为载体，贵金属Ru和Ag为活性组分；以载体的质量为基准，催化剂中活性组分Ru的负载量为0.01％～1.0％，Ag的负载量为1％～10％。

所述催化剂中活性组分Ru的负载量为0.1％～1.0％，Ag的负载量为3％～10％。

所述催化剂中活性组分Ru的负载量为0.5％，Ag的负载量为3％～5％。

所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按比例称取活性组分钌的可溶性盐，溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到钌前驱体盐溶液；取上述钌前驱体盐溶液，加入少量蒸馏水，加入γ-Al₂O₃颗粒，搅拌均匀，成等量浸渍状态，静置8～12h，烘干，焙烧后得到固体混合物；