[发明专利]一种CO-SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种CO‑SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂及其制备方法与应用，属于烟气净化技术领域。本发明CO‑SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂，包括载体和活性成分，载体为经磷酸活化的果壳活性炭，活性组分为CuO和Cu₂O，活性组分中Cu元素与果壳活性炭的质量比为0.4～1.2:10。本发明抗Zn毒化Cu/AC催化剂可作为脱硝催化剂且以CO为还原剂脱除烟气中NO，明显提高了铜基催化剂的抗Zn毒化能力且制备工艺简单、能耗低、铜氧化物分散性好、环保无污染，且具有脱硝效率高、氮选择性好等特点，具有较强的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种CO-SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂及其制备方法与应用，属于烟气净化技术领域。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是燃料燃烧过程中排放的主要空气污染物之一，会造成酸雨、臭氧消耗和光化学烟雾等环境问题，威胁地球上所有生物的健康。由于全球范围内对NO_x排放规定越来越严格，减少其排放受到了学术界和工业界的广泛关注。以NH₃为还原剂的选择性催化还原技术是控制NO_x污染的有效手段，但NH₃本身是一种有毒气体，成本高且易泄露，容易造成化学事故、催化剂中毒和管道腐蚀等问题。

此外，进入SCR反应器的烟气中含有大量粉尘及金属会堵塞催化剂孔隙，所含金属(Zn、Pb、Ca、As、K、Na等)，会导致催化剂失活，特别是重金属Zn作为烟气中主要成分，少量Zn就会造成催化剂失活，降低其使用寿命造成了经济负担。故，急需开发出高效的抗Zn毒化的SCR脱硝催化剂。

发明内容

针对现有技术烟气脱硝中SCR工艺存在的问题，提供一种CO-SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂及其制备方法与应用，本发明以廉价的果壳活性炭为载体，采用铜氧化物作为活性组分，实现以CO为还原剂，即使在含有锌的烟气中，催化温度100-500℃下也可实现对NO_x的高效脱除；也可解决现有烟气脱硝中SCR工艺催化剂脱硝率不高、孔道易堵塞、易中毒、寿命短等技术问题。

一种CO-SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂，包括载体和活性成分，载体为经磷酸活化的果壳活性炭，活性组分为CuO和Cu₂O，活性组分中Cu元素与果壳活性炭的质量比为0.4～1.2:10。

所述CO-SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)将果壳活性炭加入到去离子水中清洗，在温度为60～℃下超声处理2～4h，固液分离，固体烘干即得预处理果壳活性炭；

(2)将步骤(1)预处理果壳活性炭置于磷酸中活化处理，再调节活化体系的pH值为5-7得到活化AC载体；

(3)将步骤(2)活化AC载体加入到硫酸铜溶液中超声浸渍2～4h，固液分离，固体烘干得到浸渍AC；

(4)在保护气氛下，将步骤(3)浸渍AC匀速升温至焙烧温度并恒温焙烧4～8h即得CO-SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂；

所述步骤(2)磷酸浓度为2～4mol/L，磷酸活化的温度为80～100℃，时间为2～4h；

所述步骤(3)硫酸铜溶液浓度为0.500～1.635mol/L，超声浸渍温度为60～80℃；

所述步骤(4)保护气氛为氮气或氩气氛围；

所述CO-SCR脱硝抗Zn毒化Cu/AC催化剂在催化脱除含锌烟气中NO的应用：以CO为还原剂，催化温度为100-500℃。