[发明专利]一种SCR反应工艺

说明书

本申请公开了一种SCR反应工艺，包括反应前对SCR催化剂的氨预处理步骤和/或反应中对SCR催化剂的氨处理步骤。本申请中所述工艺流程简单、实用性强。

技术领域

本申请涉及一种SCR反应工艺，属于催化领域。

背景技术

随着我国经济社会的发展，大气污染问题日益凸显。其中，机动车尾气排放造成的污染占有相当的比重，而柴油车，尤其是中、重型柴油车排放尤其显著。金属离子稳定的分子筛型SCR催化剂(金属离子为Cu或者Fe)，尤其是具有菱沸石(CHA)结构，如SSZ-13和SAPO-34型分子筛，则体现出更高的活性温度窗口(200至600℃)，更好的水热稳定性能，随着我国燃油及排放标准的不断升级，对分子筛型脱硝催化剂的应用迫在眉睫。

为同时满足固体颗粒物、烃类以及氮氧化物排放限值要求(国六阶段)，柴油机尾气首先通过氧化催化剂DOC将一氧化碳及未燃烧烃类除去，并将一部分一氧化氮氧化为二氧化氮，以促进后续的SCR(选择性催化还原)反应。除去烃类的尾气继续通过颗粒过滤器DPF以除去固体颗粒物。最后，在DPF与SCR之间喷入还原剂(通常为尿素水解之后的氨气)，与尾气混合后在SCR催化剂上发生反应生成无害的氮气和水。随着颗粒物的逐渐累积，SCR系统背压会逐渐升高，整体效率下降。需要通过背压监测系统实时反馈，阶段性地喷入燃烧介质对DPF上的颗粒物燃烧再生，此时产生的高温烟气(通常高于650℃)会对下游的SCR催化剂造成影响。随着未来对系统集成度的要求越来越高，SCR与DPF之间的距离会越来越短，甚至最终合并为一个整体。因此，SCR催化剂的耐高温水热稳定性是需要考察的关键性指标，也是未来的发展趋势。

与Cu/SSZ-13相比，Cu/SAPO-34体现出更高的低温活性以及更好的高温水热稳定性，是满足未来SCR系统配置的理想催化剂。然而，在低温段，尤其是70～100℃左右且含水的条件下，Al-O键的水解会造成SAPO-34分子筛骨架坍塌，进而导致催化剂失活。这种可能性在发动机启停过程中难以避免，在整个生命周期内的累积效应则更加明显，会影响Cu/SAPO-34催化剂的长期应用。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种SCR反应工艺，该工艺流程简单、实用性强。

所述SCR反应工艺，包括反应前对SCR催化剂的氨预处理步骤和/或反应中对SCR催化剂的氨处理步骤；

所述反应前对SCR催化剂的氨预处理步骤包括：

(a1)向装载有SCR催化剂的SCR反应系统中通入含氨气流，在氨处理温度T1下进行氨处理；

(b1)待氨处理结束后，停止加热至SCR反应系统降至某一温度T2；通入SCR反应原料气，并将SCR反应系统温度升至反应温度T3进行SCR反应；

所述反应中对SCR催化剂的氨处理步骤包括：

(a2)停止通入原料气并将SCR反应系统降温至氨处理温度T4时，通入含氨气流进行氨处理；

(b2)待氨处理结束后，将SCR反应系统降至某一温度T5；通入SCR反应原料气，并将SCR反应系统温度升至反应温度T6进行SCR反应。

优选地，所述SCR催化剂中包含Cu/SAPO-34分子筛。

进一步优选地，所述SCR催化剂为Cu/SAPO-34分子筛。

优选地，所述Cu/SAPO-34分子筛的铜含量为0.5～5wt％。

可选地，所述Cu/SAPO-34分子筛通过离子交换法或一步法合成。

所述离子交换法制备Cu/SAPO-34分子筛和一步法合成Cu/SAPO-34分子筛可参照现有技术中的方法。

可选地，所述Cu/SAPO-34分子筛通过焙烧去除模板剂。