[发明专利]含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用，包括（1）在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层，制得载体；（2）在ZSM‑5多级孔分子筛上负载活性组分，干燥、焙烧获得复合材料，打浆制得复合浆液；（3）将步骤（1）载体浸渍于步骤（2）复合浆液中，干燥、焙烧后获得催化剂。本发明制备的催化剂可以选择性将有机胺分解为CO₂、H₂O和NH₃，避免生成氮氧化物，实现净化废气中挥发性有机物的同时回收氨的目的。

技术领域

本发明属于有机废气治理技术领域，具体涉及一种含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

有机胺是化工过程中常用的有机溶剂，在硫化氢吸收制硫磺、材料合成制备等过程中广泛采用，在此过程中产生的废气中的有机胺属于挥发性有机物，对环境和人类具有危害性，需要采取相应处理措施。

当前环保标准对挥发性有机物的浓度排放要求严格，废气中高浓度的有机胺通常采用冷凝、溶液吸收等回收处理方式，而低浓度有机胺废气回收利用价值较低，通常采用吸附、生物法、热销毁等处理方式。吸附法主要采用活性炭等吸附材料，对废气进行处理，工艺简单、净化效率高，但吸附材料需要频繁再生和周期性换剂，运行成本高。生物法采用微生物对废气进行处理，去除效率高、工艺运行简单，但微生物耐冲击能力低，占地规模大。热销毁法采用燃烧或催化燃烧方式对废气进行处理，有机胺转化效率高，但会生成氮氧化物，需要同步安装脱硝装置，以满足挥发性有机物和氮氧化物指标同时满足排放标准的要求。

有机胺中含有N，在不稳定状态下可分级产生气态氨。废气中的有机胺可通过选择性催化氧化作用，将有机胺分解，转化为二氧化碳、和氨，可同时实现挥发性有机物的转化和氨的资源化利用，具有重要的环境效益和经济效益。但是，目前开发的催化氧化催化剂虽然有机胺转化效率较高，但会生成氮氧化物，造成二次污染。

发明内容

针对有机胺废气的特点及回收目的，本发明提供了一种含有机胺废气催化氧化催化剂及其制备方法和应用。本发明制备的催化剂可以选择性将有机胺分解为CO₂、H₂O和NH₃，避免生成氮氧化物，实现净化废气中挥发性有机物的同时回收氨的目的。

本发明提供的含有机胺废气催化氧化催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层，制得载体；

（2）在ZSM-5多级孔分子筛上负载活性组分，干燥、焙烧获得复合材料，打浆制得复合浆液；

（3）将步骤（1）载体浸渍于步骤（2）复合浆液中，干燥、焙烧后获得催化剂。

本发明中，步骤（1）所述的蜂窝基体为蜂窝陶瓷基体，优选堇青石蜂窝陶瓷基体，目数为250-300目。

本发明中，步骤（1）所述的在蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层可以采用本领域常规涂覆方式。优选采用如下方法：将pH为1-2的稀硝酸、拟薄水铝石粉、有机粘结剂、去离子水按质量比50:（5-30）:（1-5）:100配置成浆液后球磨10-20h制得涂覆浆液，将蜂窝基体置于涂覆浆液中，浸渍时间为1-3min，在100-120℃干燥4-6小时，在500-600℃下焙烧2-4小时，制得蜂窝基体上涂覆活性氧化铝涂层的载体。所述有机粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等中的至少一种。

本发明中，步骤（2）所述ZSM-5多级孔分子筛的比表面积380m²/g，优选为385-500m²/g，孔容为0.45-0.51cm³/g，介孔占80%以上。可以通过本领域常规使用的水热法合成，优选采用H型ZSM-5多级孔分子筛，能够增加催化剂表面酸性提高有机胺的吸附，促进催化材料表面的传质和反应过程的进行。