[发明专利]用于处理工业废气的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种废气净化多效催化剂，包括：基底，位于所述基底之上和/或内的第一催化剂层，以及位于所述第一催化剂层之上的第二催化剂层；所述第一催化剂包括载体和负载在所述载体上的贵金属；所述第二催化剂包括金属改性的分子筛和钯催化剂。将该催化剂能够有效地同时降低废气中的烃类和CO的含量，同时在氧气过量且无氨还原剂加入的条件下，降低废气中NO_x的含量。通过本发明发现，在多层催化剂的顶层中含Pd的起燃催化剂的加入能够降低净化废气所需要的温度，并且基本不影响NO_x的降低效率和生成N₂的选择性。

技术领域

本发明涉及一种用于处理工业废气的催化剂及其制备方法，以及使用该催化剂处理工业废气的方法，属于废气净化领域。

背景技术

化工废气具有来源广泛、成分复杂的特点。经过目标产物提纯和吸收后的排放废气大部分含有相对无害的氮气(N₂)、水蒸气(H₂O)和二氧化碳(CO₂)。但所述废气中还含有相对小含量的有毒/有害物质，例如原料中未参与目标产物合成的剩余部分(常见原料比如烷烃、烯烃、CO等)、来自过高燃烧温度下N₂氧化生成的NO_x等。为了降低废气的排放对大气造成的不良影响，需要采用特定的净化手段来降低或去除毒害组分的含量。

对于烃类、CO等毒害的组分，利用催化氧化催化剂在较低的反应温度转化为CO₂和H₂O是行之有效的方法之一。例如CN 106475128A提供了一种工业废气净化催化剂的制备方法。采用该方法提高了催化剂的抗烧结性能，提高了催化剂的稳定性，并且在苯系物的净化过程中表现出优秀的催化活性和稳定性。对于NO_x，排放的废气中通常含有的过量的O₂不利于其还原成为N₂。因此，通常所采用的选择性催化还原(SCR)技术需要额外加入并借助含氮的还原剂(氨)将NO_x转化成N₂和H₂O。对于使用氨的化学计量SCR反应化学反应方程式如下：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

额外补加NH₃所带来的问题在于：通常来讲，为了达到NO_x转化的最大化，需要在SCR工艺过程中使用过量的NH₃，而多余未反应氨的逃逸又是不利的。这就要求为了减少氨的逃逸，在SCR催化剂的下游安装氨氧化催化剂系统。

常见的工业废气中存在的VOC(烃类、醇类、酯类等)也是被认为具有还原性质的组分。如果能够直接利用废气中的VOCs直接将NO_x还原为无害的N₂和H₂O，不仅会简化相关技术的工艺流程，也能够降低治理环境问题的成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种用于处理工业废气的催化剂及其制备方法。该催化剂能够有效地同时降低废气中的烃类和CO的含量，同时在氧气过量且无氨还原剂加入的条件下，降低废气中NO_x的含量。通过本发明发现，在多层催化剂的顶层中含Pd的起燃催化剂的加入能够降低净化废气所需要的温度，并且基本不影响NO_x的降低效率和生成N₂的选择性。

根据本发明的一个方面，提供了一种废气净化多效催化剂，包括：

基底，第一催化剂和第二催化剂；

所述第一催化剂包括载体和负载在所述载体上的贵金属；