[发明专利]一种处理N2O的催化剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体为一种处理以NH₃为原料生产HNO₃过程产生的毒气——N₂O的催化剂及其制备工艺。

背景技术

气态氨与适量氧的混合气体，经铂网或者在铂中掺杂铑、钯的金属网催化剂催化，生成NO、NO₂、N₂O等气体。其NO₂被H₂O吸收而生成HNO₃、NO在工艺过程中，随着温度的降低而与O₂生成NO₂后也被H₂O吸收而生成HNO₃。但N₂O气则不能，只能作为工业废气排放。然而一立方米N₂O，相当于300m³CO₂对大气的污染；其对人体神经系统的毒害是CO₂根本无法相比的。因此，迫切急待处理。此处处理N₂O气，是用催化法处理。反应式如下：

但是，处理以氨为原料生产HNO₃过程中产生的N₂O气的催化剂，多采用昂贵的铂、钯等材料，成本很高，而且容易失活。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种处理N₂O的催化剂及其制备工艺，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种处理N₂O的催化剂，其利用稀土元素丰富的4f能级，而选择La系元素中2、3或者4颗元素，再在第VIII族中选1颗元素或2颗元素，以Al₂O₃为骨架或隔离体，用柠檬酸为分散剂，用水作溶剂制成。

本发明最优的一种具体配方为：

CeO₂氧化铈25-4O重量份、ZrO₂氧化锆10.82-20.82重量份、N₂O₃氧化钕4-13重量份、CoO氧化钴3-7重量份、La₂O₃氧化镧7-15重量份、Al₂O₃氧化铝21.64-29.64重量份、石墨。

本发明所述的催化剂第一种制备工艺如下：

称取适量(由制备催化剂试样的重量决定)硝酸铈、硝酸锆、硝酸钕、硝酸镧、硝酸钴、碳酸铈、碳酸锆，氧化铝，石墨及柠檬酸待用；

量取适量的脱盐水(水量为上述盐量总和的2-2.5倍)倒入烧杯中，在恒温水浴箱中加热到60℃-90℃，直至彻底溶解；

柠檬酸量为上述盐摩尔量总和的1：1称取，在搅拌状态下缓缓加入预热到60℃-90℃水中直至彻底溶解；

待柠檬酸水溶液升至60℃-90℃后，将已称取好的硝酸盐和碳酸盐及氧化铝，在搅拌状态下缓慢加入柠檬酸水溶液中(在往柠檬酸溶液中加盐时，要慢，防止猛烈反应而伤人)，并在搅拌状态下反应3-4h；

将反应3-4h的浆液转移至瓷盘或不锈钢盘中，并移到烘箱中控制温度100℃-120℃，直至烘干为止，烘干后的固体料应疏松且软；

按制成催化剂重量的6-10％配入粉状石墨加入烘干并冷却的固体物中，并在粉碎机中粉碎到粒径为80-130目；

将粉碎好的粉状物在预压机中压紧后，移至造粒机中造粒，制成1mm-1.5mm(粒径由催化剂的几何形状决定)的颗粒待用；

将制成的1mm-1.5mm的颗粒料移送yh-20型压环机压制成形，得到半成品催化剂；

将压制成形的且侧压强度合格的半成品催化剂，移入马弗炉焙烧，焙烧温度500℃-825℃，恒温时间t＝5h；

检验50N/颗粒-70N/颗粒计为合格的催化剂成品。

备注：此处所使用的预压机、造粒机、压环机为催化剂工业生产线上的机器。

上述步骤中，压制成形的半成品催化剂的几何尺寸和形状为：两端戴蝶形封头的圆柱状颗粒，颗粒内均布7通孔；各部位尺寸为：圆柱体直径圆柱体长11mm，沿圆柱体轴向即长的方向绕圆心均布1.5mm直径的6个通孔，圆心处布直径的1个通孔，共7个通孔，封头高1mm-1.5mm，此步中压制成形的催化剂侧压强度应保证110N/颗-130N/颗。

本发明的第二种制备工艺如下：