[发明专利]一种处理含氮挥发性有机污染物的催化剂及方法

说明书

本发明涉及一种处理含氮挥发性有机污染物的催化剂及方法，尤其涉及一种含氮有机废气选择氧化‑催化还原一体化处理的催化剂及方法。包括负载型催化剂或类水滑石衍生复合氧化物催化剂。所述负载型催化剂的载体为分子筛或铈锆固溶体，活性组分为过渡金属；所述类水滑石衍生复合氧化物为(Cu_yM_1‑y^II)_xM^ⅢO_x+1.5，其中M^II为Mg、Co和Ni中的一种或几种；M^III为Al、Mn和Fe中的一种或几种。本发明方法采用含氮有机废气选择氧化‑催化还原一体化装置以及可以同时实现含氮有机废气选择氧化和氮氧化物催化还原的双功能催化材料，在实现含氮有机废气高效降解的同时实现尾气中氮氧化物的达标排放。

技术领域

本发明涉及一种处理含氮挥发性有机污染物的催化剂及方法，尤其涉及一种含氮有机废气选择氧化-催化还原一体化处理的催化剂及方法。

背景技术

含氮有机废气是工业排放中一类常见有机污染物，主要包括脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、脂环胺类、芳香胺类和含氰有机废气等污染物，常见于石油化工、煤化工和医药等行业有机废气排放。含氮有机废气一般具有恶臭剧毒，会对环境造成严重污染，同时对人体有较大的毒性。目前，工业含氮有机废气的主流控制技术中，催化燃烧技术是广泛采用的治理技术，同时也是治理最为彻底有效的治理技术，如专利CN102734812B和CN102734812A提出通过催化燃烧法脱除含氰废气的方法，可用于脱除氰化氢、丙烯腈及乙腈等含氰废气。含氮有机废气催化燃烧技术的关键是开发性能优异的催化氧化材料，在实现含氮有机废气高效降解的同时控制二次污染物NO_x的生成。近年来，含氮有机废气选择催化，通过开发高性能的催化材料，能将含氮有机废气(C_xH_yO_zN)中的C和H催化氧化为CO₂和H₂O，同时提高N转化为N₂的选择性，降低二次污染NO_x生成。专利CN103212288B公开了采用微孔分子筛ZSM-5作为载体，浸渍过渡金属铜作为催化剂用于脱除丙烯腈废气的方法。专利CN103212419B公开了采用具有钙钛矿晶型的金属复合氧化物催化燃烧丙烯腈废气及该类型的催化剂制备方法，可用于丙烯腈厂、碳纤维厂排放的含丙烯腈废气处理。

尽管这些材料表现出较高的氧化活性和N₂选择性，但是随着国家NO_x排放限值日趋严格，通过提高催化剂的选择性促使含氮有机废气催化净化装置达标排放存在瓶颈难题。专利CN202675299U公开了一种含氮有机废物的焚烧处理装置，包括串联的含氮有机废物的燃烧装置和选择催化还原(Selective Catalytic Reduction)处理装置。通过高温焚烧方法分解含氮有机废物，并采用还原法去除烟气中的氮氧化物。虽然该装置可降低NO_x排放，但投资费用较高，限制了其更广泛的应用。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高效处理含氮有机污染物的催化剂，该催化剂为选择氧化-催化还原双功能催化剂，能够同时实现含氮有机废气的选择性氧化和氮氧化物催化还原，能有效地对含氮有机污染物进行处理并使尾气排放完全达到排放标准。

根据本发明的目的，本发明的技术方案如下：

一种选择氧化-催化还原双功能催化剂，包括负载型催化剂或类水滑石衍生复合氧化物催化剂。

所述负载型催化剂的载体为分子筛或铈锆固溶体，活性组分为过渡金属；过渡金属和载体重量比例为0.01-0.15。

所述分子筛载体为ZSM-5、MOR、H-Beta、MCM-22或SAPO-34。

所述铈锆固溶体为Ce_xZr_1-xO₂，0≤x≤1，x优选0.4、0.5或0.6。