[发明专利]一种同时用于SCR烟气脱硝和CO2

说明书

本发明公开了一种同时用于SCR烟气脱硝和CO₂加氢中和的催化剂及其制备方法，该催化剂的制备方法为改进的液相还原法：（1）取适量的γ‑Al2O3置于聚四氟乙烯反应釜，分别加入一定量的NiSO₄·6H₂O和H₂PtCl₆，其中Ni:γ‑Al₂O₃=20wt%，Pt:γ‑Al₂O₃=1wt%，添加顺序为先加NiSO₄·6H₂O后加H₂PtCl₆；（2）添加一定量的N₂H₄·H₂O和甲醛溶液，并搅拌均匀；其中N₂H₄·H₂O:Ni摩尔比=2:1，甲醛/Pt摩尔比=2:1，添加方法为逐滴加入，添加顺序为先加N₂H₄·H₂O后加甲醛；（3）添加PVP作为表面活性剂，添加NaOH调节溶液的pH值至9‑13，搅拌均匀后，将反应釜转移至均相反应器中于60℃水热反应24小时，转速为300r/min；（4）待反应结束后对样品用去离子水和丙酮洗涤至以BaCl₂检验无SO₄^2‑存在；60℃下烘干，然后350℃焙烧活化3h，得到PtNi/Al₂O₃催化剂。

技术领域

本发明属于CO₂催化技术领域，特别涉及一种同时用于SCR烟气脱硝和CO₂加氢中和的催化剂及其制备方法。

背景技术

大气污染对人体健康和环境具有深远的影响和危害，其重点污染物包括SO₂、NOx以及颗粒物等。在众多的NOx治理技术中，选择性催化还原（SCR）脱硝受到广泛地研究，并且实现工业化应用。在SCR反应中，还原剂包括NH₃、CO、碳氢化合物（HC）和H₂。NH₃-SCR具有广泛的研究和应用基础，但温度窗口偏高（300~400℃），HC-SCR也存在同样的问题。以氢气作为还原剂的H₂-SCR脱硝由于具有低温高活性的优势而备受关注，H₂可于100~150℃的较低温度和贵金属催化剂的条件下脱除NOx。此外，NH₃作还原剂时存在氨逃逸现象，造成二次污染，而H₂具有清洁无污染、供给方便以及价格低廉等优点，因此，H₂-SCR是一种很有应用前景的脱硝技术。

H₂不仅可以还原NO_x，也可以用于还原CO₂。近年来，以CO₂为主的温室气体大量排放所造成的全球变暖是当今国际社会最关心的重大环境问题之一。目前，国内外火电厂捕集CO2的主要技术方案有燃烧前脱碳、燃烧后脱碳与富氧燃烧技术。富氧燃烧技术采用空气分离获得高浓度(约为95%)氧气与再循环烟气及煤粉一起送入炉膛进行燃烧，其燃烧后的烟气经过脱水与脱硫后，还含有95%左右的CO₂、3%～5%的残余氧气、氮气以及少量的NO_x，可不必进行分离而直接将烟气压缩冷却液化并埋存。目前，该技术被认为是一种大量捕集CO₂的新型洁净煤发电技术。然而，在空气分离制氧以及CO₂压缩等环节产生较高的能耗，使发电成本大大增加，并且该技术只是对CO₂进行压缩液化，并没有真正地实现CO₂的消除。