[发明专利]一种协同脱除VOCs和NOx的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种协同脱除VOCs和NOx的催化剂及其制备方法，催化剂为平板状结构由不锈钢网底板和涂覆在其表面的催化剂物料组成，催化剂物料中以钛铝分子筛为催化剂载体，活性组分为五氧化二钒、三氧化钨、氧化锰和氧化镨，催化剂物料中各组分按重量份数计包括1‑6份五氧化二钒、3‑8份三氧化钨、5‑12份氧化锰、1‑5份二氧化镨和69‑90份的钛铝分子筛。本发明制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的催化剂压降低，抗磨损、堵灰效果好，寿命长，适用于含尘复杂有机废气的处理。

技术领域

本发明涉及一种协同脱除VOCs和NOx的催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

挥发性有机污染物(VOCs)广泛产生于石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等行业，其具有多重环境效应，是形成臭氧(O₃)和细颗粒物(PM2.5)污染的重要前体物，对环境及人类健康造成了极大的危害。石油化工、涂料、橡胶在生产过程中还会产生大量的氮氧化物(NOx)废气，因此如何有效控制NOx和VOCs的排放成为目前环保领域的焦点。

选择性催化氧化还原(SCR)是燃煤电厂烟气脱硝使用最广泛的技术。催化剂是SCR技术的核心，SCR脱硝是在催化剂的作用下，以氨气等为还原剂，将烟气中的NOx选择性地还原为无害的氮气和水。对于VOCs处理技术催化燃烧法是最高效的处理方法。该法是在催化剂存下在，在较低温度下实现VOCs的无焰燃烧，生成二氧化碳和水。目前对于烟气中的NOx和VOCs，需要两道工序才能完成氮氧化物和VOCs的治理，如何实现两者的协同治理，是行业内的研发方向。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中对于烟气中的NOx和VOCs需要两道工序成本高且耗时长的问题，提供了一种能够协同脱除VOCs和NO x的催化剂及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：一种协同脱除NOx和VOCs的催化剂，所述催化剂为平板状结构由不锈钢网底板和涂覆在其表面的催化剂物料组成，所述催化剂物料中以钛铝分子筛为催化剂载体，活性组分为五氧化二钒、三氧化钨、氧化锰和氧化镨，催化剂物料中各组分按重量份数计包括1-6份五氧化二钒、3-8份三氧化钨、5-12份氧化锰、1-5份二氧化镨和69-90份的钛铝分子筛。

进一步的，所述不锈钢网底板和催化剂物料的质量比为1：0.8-1.0。

进一步的，所述钛铝分子筛中钛和铝的摩尔比为1：0.5-0.8，所述钛铝分子筛为六边形中空管状结构，六边形边长为50-180nm。

进一步的，所述催化剂的厚度为0.45-0.55mm，所述不锈钢网板的厚度为0.35-0.40mm。

一种协同脱除NOx和VOCs的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：催化剂载体钛铝分子筛的制备：

(1)在搅拌条件下，将四丙基溴化铵和硝酸铝加入到至去离子水中，所述四丙基溴化铵和硝酸铝的摩尔比为0.2-0.5:1，搅拌均匀得到铝溶液；

(2)将钛酸四丁酯溶于异丙醇溶液中，得到钛溶液；

(3)在搅拌状态下将钛溶液缓慢加入到铝溶液中，得到混合溶液，混合溶液中钛和铝的摩尔比为1：0.5-0.8，将溶液于40-60℃静置老化4-12h，然后于80-90℃干燥12-24h，得到透明凝胶；

(4)将透明凝胶至于高压反应釜中晶化后去离子水洗涤干燥，最后经过焙烧得到具有六边形中空管状结构的钛铝分子筛；

步骤2：催化剂泥料的制备：

(5)将偏钒酸铵、偏钨酸铵、氯化锰和硝酸镨依次加入单乙醇胺水溶液中，于40～60℃下搅拌1～4h，将该溶液加入至步骤(4)的钛铝分子筛中搅拌均匀；