專利名稱：一種煙氣凈化催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可同時減少工業(yè)煙氣例如煉油廠FCC再生器中的煙氣和燃煤鍋爐煙氣或者汽車尾氣中的氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳排放的催化劑。
流化催化裂化(FCC)是煉廠生產(chǎn)汽油、柴油等的主要方法之一。FCC裝置主要包括反應器和再生器；原料油被輸送進反應器的提升管，通過與FCC催化劑混合接觸被裂解為餾分油；同時，催化劑因生焦而失活；失活后的催化劑經(jīng)過汽提后被送進再生器進行燒焦再生；焦炭中所含氮的化合物和硫化合物(來自于原料油)被氧化成氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)，焦炭中所含氫生成水。FCC再生器煙氣中的氮氧化物主要是一氧化氮(約90體積％)，同時含有少量的二氧化氮。FCC反應器溫度一般在480-570℃范圍內(nèi)，再生器溫度在650-760℃之間。再生器中氮氧化物的濃度為50-500ppmv，一氧化碳的濃度受FCC操作條件的影響變化范圍較大。不完全燃燒時一氧化碳含量很高，采用助燃劑完全燃燒時濃度則很低。不過即使在完全燃燒的情況下，再生器密相床層仍然有較高的一氧化碳濃度。同樣地，燃煤鍋爐煙道氣和汽車尾氣中也含有大量的氮氧化物、一氧化碳和/或硫氧化物。
氮氧化物能破壞臭氧層，氮氧化物和硫氧化物能形成酸雨，嚴重損害地球環(huán)境；一氧化碳也是主要的空氣污染物。因此研究脫除煙道氣中氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳的方法對改善人類生存環(huán)境具有重要意義。
關(guān)于降低燃煤鍋爐煙氣中氮氧化物和一氧化碳排放的方法有較多的專利報道。例如，通過向煙道氣中注入氨氣或低碳鏈的碳氫物；在氧氣存在的情況下，通過V2O5/TiO2等催化劑的催化作用，可使煙道氣中的氮氧化物在150-400℃的溫度范圍內(nèi)減少到很低的水平。但是由于FCC再生器中高的再生溫度以及其它苛刻的操作條件，這些方法一般不適于FCC裝置。
USP4,973,399及USP4,980,052介紹了一種減少FCC再生器氮氧化物排放的催化劑，其中含有銅交換的分子篩和二氧化鈦或氧化鋯組分。在適當?shù)臈l件下，其氮氧化物脫除率可達79％。
USP5,085,762提出的方法是用負載銅、鈰、鈦的MCM-22做催化劑，鈰、鈦的作用主要是改進Cu/MCM-22的水熱穩(wěn)定性。700℃、100％H2O水熱老化4小時后的催化劑可將FCC再生器煙氣中的氮氧化物脫除60％。
USP5,002,654和USP4,988,432分別描述了用氧化鋅和氧化銻催化劑降低FCC再生器中氮氧化物排放的方法。但只適用于處理低硫含量和低金屬含量、中等氮含量原料油的FCC裝置。
USP5,364,517描述了一種用含銅的鈣鈦礦和尖晶石的混合組分來降低FCC再生器中氮氧化物排放的方法。
USP5,591,418描述了一種脫除FCC煙氣中硫氧化物或氮氧化物的吸附劑及其制備方法；該吸附劑由很細的微晶組成，其主要組分為含有分散在二價金屬的單氧化物中的雜質(zhì)如氧化鋁的固體溶液，并含有尖晶石微晶和三價金屬的微晶，其中二價金屬選自鎂、鈣、鋅、鋇和鍶，三價金屬選自鈰、鑭、鐵、鉻、釩和鈷，另外還含有V、W或Mo的氧化物以及陰離子；其制備方法是先制備二價金屬、鋁和三價金屬的氧化物的混合物，焙燒后再吸附溶液中的偏釩酸根離子或鎢、鉬酸根離子，然后再焙燒。該吸附劑主要用于脫硫氧化物，并可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮氣。
USP3,835,031是關(guān)于用IIA族的金屬氧化物(CaO或MgO)添加到裂化催化劑中以減少硫氧化物的釋放，并于1977年成功地開發(fā)了一種脫硫氧化物添加劑，這是最早的脫硫氧化物添加劑。
USP4,071,436、4,166,787、4,243,556介紹了用各種Al2O3做脫硫氧化物添加劑。
USP4,469,589是用負載CeO2的Mg-Al尖晶石做脫硫氧化物添加劑并用于工業(yè)生產(chǎn)。
USP4,963,520介紹了這樣一種脫硫氧化物催化劑，將鎂鋁比為0.77，粒徑約65μm的尖晶石分別負載Ce、Pr、La、Fe、Mn、Co、V、Sn等金屬或同時負載兩種金屬，然后將負載后的尖晶石與工業(yè)催化劑混合，在中試裝置中使用以觀察脫硫情況，尖晶石占混合催化劑的1.25重量％，原料硫含量為2重量％，測試條件為反應器溫度537℃，再生器溫度693℃，汽提段溫度499℃，催化劑再生時間30分鐘，劑油比為6，重時空速為10小時-1，結(jié)果表明，在分別負載Ce、Pr、La、Fe、Mn、Co、V、Sn的尖晶石中，負載Ce的新鮮劑脫硫效率最高為83％，其次為載V時的81％，但在經(jīng)過兩天加速老化后(模擬工業(yè)條件)，脫硫氧化物效率降低到50％以下，同時負載兩種金屬時，V/Ce/尖晶石的脫硫氧化物效率最高(新鮮劑為96％，老化后為78％)，但由于V對FCC催化劑的中毒作用，不宜使用。
USP4,957,718制備了類鈣鈦礦物質(zhì)MgMnO3，La0.8Mg0.2MnO3，La0.2Mg0.8MnO3，La0.8Mg0.2CoO3，La0.5Mg0.5CoO3，La0.8Mg0.3FeO3，分別對其脫硫氧化物性能進行了測試，結(jié)果表明，在富氧情況下，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，捕集硫氧化物的效率很快下降(5次循環(huán)后，La0.2Mg0.8MnO3的捕集率由96％下降到32％)。
USP5,057,205用鎂鋁尖晶石作脫硫氧化物添加劑，同時用做金屬鈍化劑，對金屬含量高的原料更能發(fā)揮作用。鎂鋁尖晶石和氧化鎂組成的固態(tài)溶液，負載上一定量的Ce或La，是非常有效的脫硫氧化物添加劑和捕V劑，并且有益于提高汽油選擇性，減少生焦及氫氣量，Ce、La是用于促進SO2向SO3的轉(zhuǎn)化。
USP5,288,675用共沉淀法制備了非尖晶石的三元氧化物，主要是MgO/La2O3/Al2O3及MgO/RE2O3/Al2O3，通過測試說明這種非尖晶石結(jié)構(gòu)的復合氧化物對硫氧化物捕集性能優(yōu)于Mg/Al/尖晶石USP5,750,020介紹了一種脫硫氧化物或氮氧化物催化劑的制備方法。首先制備水滑石和氧化鈰的混合物，焙燒后再吸附溶液中的偏釩酸根離子，然后再焙燒。專利中對催化劑的水熱穩(wěn)定性及抗氧性沒有考慮，并且不能同時脫除硫氧化物和氮氧化物。
降低再生器煙氣中一氧化碳的方法通常是加入一氧化碳助燃劑。關(guān)于一氧化碳助燃劑有大量的專利報道。
USP2,647,860中提出加入0.1-1重％的氧化鉻到FCC催化劑中，促進一氧化碳向二氧化碳的轉(zhuǎn)化，并防止后燃。USP3,788,977建議將Pt負載到氧化鋁上作為基質(zhì)成分或直接將其加入到FCC催化劑中，促進一氧化碳的完全燃燒。USP4,251,395，USP4,265,787，USP4,008,568，USP4,072,600，USP4,093,535，USP4,159,239等都是有關(guān)一氧化碳助燃劑的組成及其應用的專利。使用一氧化碳助燃劑，雖然能解決一氧化碳釋放及后燃的問題，但不能解決氮氧化物的排放問題，甚至還會增加氮氧化物的排放。
USP4,199,435采用鈍化一氧化碳助燃劑的辦法，減小其對氮氧化物生成的影響，其方法是在助燃劑(0.2重％Pt/Al2O3)使用之前，先將其在980℃左右常壓下水熱老化96小時再使用。USP4,235,704采用加入銻或錫的方法鈍化一氧化碳助燃劑，以此達到降低FCC再生器氮氧化物的排放的目的。但采用鈍化一氧化碳助燃劑的辦法降低了助燃劑的利用效率，從而增加了一氧化碳的排放。
USP4,300,997和USP4,350,615中提出用Pd-Ru作一氧化碳助燃劑，這種助燃劑同其它助燃劑相比，在促進一氧化碳燃燒的同時，可減少FCC再生器中氮氧化物的生成量，但這些使用貴金屬的催化劑成本較高。
用于脫除汽車尾氣中的氮氧化物的催化劑也有許多專利報道，這些催化劑大都采用貴金屬為部分活性組分。
本發(fā)明的目的是提供一種能同時有效脫除氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳的煙氣凈化催化劑，這種催化劑具有較高的活性，并具有優(yōu)異的熱及水熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明所提供的脫除煙氣中氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳的催化劑由鎂、鋁、至少一種過渡金屬元素和至少一種稀土金屬元素的復合氧化物組成；其無水化學表達式為mMgO·nAl2O3·xMOa/2·yRE2O3；其中M為選自由Zn、Co、Ni、Cu、Fe、Cr所組成的組中的過渡金屬元素中的一種或二種，其中優(yōu)選Cu或者Fe；RE為包括鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)在內(nèi)的稀土金屬元素中的一種，或者是以La和/或Ce為主的混合稀土元素，其中優(yōu)選的是La、Ce、或者以La和/或Ce為主的混合稀土元素，更為優(yōu)選的是La或者Ce；a為M的價態(tài)(其值為2或3)；m/n的值為大于2至小于30，優(yōu)選的是m/n＝3-10；x/(m+n+x+y)＝0.001-0.15，優(yōu)選0.005-0.08；y/(m+n+x+y)＝0.001-0.1，優(yōu)選0.003-0.05。
本發(fā)明所提供的催化劑由具有水滑石結(jié)構(gòu)的含Mg、Al和過渡金屬元素的層狀物質(zhì)與稀土水合氧化物的混合物經(jīng)焙燒而制得，所說焙燒的條件是溫度為300-1100℃，優(yōu)選450-900℃，更優(yōu)選500-800℃，焙燒時間為1-15小時，優(yōu)選2-10小時。
本發(fā)明所提供的催化劑的制備方法可以是(1)、按照上述本發(fā)明催化劑的定義中所需比例將鎂、鋁、過渡金屬和稀土金屬的鹽類化合物溶解于蒸餾水中，使金屬離子的總濃度在0.5-2.5M之間，優(yōu)選1-1.5M，得到金屬鹽的混合溶液；所說金屬鹽的陰離子可選自硫酸根離子、硝酸根離子、碳酸根離子、醋酸根離子、氯離子等；其中優(yōu)選碳酸根離子；(2)、按照一定比例配制碳酸鈉和氫氧化鈉的混合堿溶液，碳酸鈉與氫氧化鈉的摩爾之比為10-20∶1，優(yōu)選12-18∶1；(3)、在攪拌下將所說金屬鹽的混合溶液與所說混合堿溶液分別以一定的速度加入一定量的水中，所說水的量沒有特別的限制，以所說金屬鹽的混合溶液體積的0.2-2倍為宜；鹽溶液和堿溶液的加入速度以使混合后漿液的pH控制在7.5-13之間，最好在8.5-11之間為標準；所說混合堿溶液的用量沒有特別的限制，以將兩溶液混合后的漿液的pH控制在7.5-13為標準；蒸餾水的溫度可以在室溫-110℃之間，最好在40-90℃之間；(4)、將步驟(3)所得漿液水熱晶化，晶化溫度為25-110℃之間，優(yōu)選40-90℃；晶化時間在0.5-24小時之間，最好在1-8小時之間；然后將晶化后的產(chǎn)物過濾、洗滌，洗滌完成時洗滌液的pH值應接近7；將洗滌后所得濾餅按常規(guī)方法干燥；(5)、將步驟(4)所得產(chǎn)物進行焙燒，焙燒的條件是溫度為300-1100℃，優(yōu)選450-900℃，更優(yōu)選500-800℃；時間為1-15小時，優(yōu)選2-10小時。
所說稀土元素除了以共沉淀的形式引入以外，也可以通過浸漬或作為載體的形式引入。


圖1為實施例1中制備的在干燥后和焙燒前的樣品的X射線衍射圖，其中“o”為水滑石的衍射峰，“*”為CeO2的衍射峰。
圖2為實施例1中焙燒后所得催化劑A的X射線衍射圖，其中“*”為CeO2的峰，“v”為MgO的峰。
本發(fā)明催化劑凈化煙氣的機理是利用密相床層中NOx與CO共存的特點，用CO做NOx的還原劑，同時將一氧化碳和氮氧化物轉(zhuǎn)化，而且本發(fā)明催化劑能高效地將SO2轉(zhuǎn)化為SO3，SO3再與催化劑中的鎂生成硫酸鹽類而被吸附，并在還原條件下被還原而使催化劑有效再生。過渡金屬和稀土協(xié)同作用，過渡金屬的作用主要是轉(zhuǎn)化CO和NOx；稀土一方面對Cu起協(xié)同作用，使過渡金屬不易被SOx毒化，另一方面可將SO2轉(zhuǎn)化為SO3而被Mg吸收。
本發(fā)明所提供的脫除煙氣中氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳的催化劑的特點在于，在其使用過程中可用煙氣中的一氧化碳做還原劑，在將氮氧化物還原為氮氣的同時，一氧化碳被氧化為二氧化碳，達到同時脫除氮氧化物和一氧化碳的目的。
本發(fā)明所提供的催化劑的特點還在于該催化劑在對一氧化氮和一氧化碳反應有高的催化活性的同時，具有親水性，也就是說，在高溫水熱的條件下，其催化活性更高。
本發(fā)明所提供的催化劑的特點還在于該催化劑對一氧化氮、硫氧化物和一氧化碳反應具有高效催化性能的溫度范圍大，在300-800℃范圍內(nèi)，尤其是400-750℃范圍內(nèi)，都具有高的催化性能。因此，此催化劑在減少汽車尾氣、燃煤鍋爐煙道氣及FCC再生器煙氣中氮氧化物和一氧化碳等方面均具有應用前景。
下面的實施例將對本發(fā)明做進一步的說明。其中催化劑的表面積和孔體積用GB/T5816-1995標準方法測定。
實施例1本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備。
將25.9克六水硝酸鎂、14.1克九水硝酸鋁、2.25克六水硝酸亞鈰、以及1.125克一水醋酸銅溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；稱取13.5克氫氧化鈉和14.3克十水碳酸鈉溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為堿溶液；將盛有100毫升蒸餾水的燒杯置于65℃的恒溫水浴中，在攪拌下同時將上述鹽溶液和上述堿溶液滴入該燒杯中，控制兩溶液的滴速，使溶液的PH值始終在9.5左右。滴完兩溶液后，將所得混合物繼續(xù)攪拌15分鐘，然后靜置老化4小時。過濾并用水洗滌至洗滌液的PH值為7。將濾餅在120℃下干燥12小時；然后將所得產(chǎn)物在750℃焙燒3小時。所得催化劑記為催化劑A，用氮氣吸附法測定其比表面及孔體積。催化劑A的組成及性質(zhì)列于表1中。
實施例2本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備。
將25.9克六水硝酸鎂、14.1克九水硝酸鋁、0.9克六水硝酸亞鈰、以及1.125克一水醋酸銅溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑。所得催化劑記為催化劑B，其組成及性質(zhì)列于表1中。
實施例3本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備將25.9克六水硝酸鎂、14.1克九水硝酸鋁、0.3克六水硝酸亞鈰、以及1.125克一水醋酸銅溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑，所不同的是焙燒條件為在550℃焙燒7小時。所得催化劑記為催化劑C，其組成及性質(zhì)列于表1中。
實施例4本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備。
將25.9克六水硝酸鎂、14.1克九水硝酸鋁、1.8克六水硝酸亞鈰，以及1.8克一水醋酸銅溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑。所得催化劑記為催化劑D，其組成及性質(zhì)列于表1中。
實施例5本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備。
將25.9克六水硝酸鎂、14.1克九水硝酸鋁、1.8克六水硝酸亞鈰、以及1.125克一水醋酸銅，溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑，所不同的是焙燒條件為在800℃焙燒2小時。所得催化劑記為催化劑E，其組成及性質(zhì)列于表1中。
實施例6本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備。
將25.9克六水硝酸鎂、14.1克九水硝酸鋁、1.8克六水硝酸亞鈰、以及0.563克一水醋酸銅溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑。所得催化劑記為催化劑F，其組成及性質(zhì)列于表1中。
本實用新型涉及一種掛鉤，尤其是一種能掛置臉盆的多用掛鉤。
目前，公知的掛鉤是由鉤體及一只或多只向上彎曲的鉤構(gòu)成，如火車上設置的衣帽鉤及家庭所有使用的掛鉤等。這些掛鉤只能掛置軟件或必須有孔的物件，而對臉盆之類的物件則無法掛置。
本實用新型的目的是提供一種掛鉤，它不僅能掛置平常物件，而且還能掛置臉盆之類的物件。
本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的它包括鉤體和鉤，采用金屬或非金屬材料壓鑄而成。在鉤體上設置有上彎鉤、下彎鉤及支撐鉤。所述上彎鉤與下彎鉤連成一體，上彎鉤的鉤朝上，下彎鉤的鉤朝下，呈
形；在下彎鉤的下面設有一支撐鉤，該支撐鉤與下彎鉤的空間距離在0.5～30毫米之間，其長度與下彎鉤伸出鉤體外的高度基本相等。所述上彎鉤、下彎鉤及支撐鉤與鉤體合鑄成整體式結(jié)構(gòu)。
由于采用上述方案，本實用新型具有一鉤多用，掛置方便，且結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。
下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.鉤體，2.上彎鉤，3.下彎鉤，4.支撐鉤，5.安裝孔。
如圖所示，在鉤體1上設置有上彎鉤2、下彎鉤3及支撐鉤4。所述上彎鉤2與下彎鉤3連成一體，該上彎鉤2的鉤朝上彎，下彎鉤3的鉤朝下彎，呈
形；在下彎鉤3的下面設有一支撐鉤4，該支撐鉤4與下彎鉤3的空間距離在0.5～30毫米之間，其長度與下彎鉤3伸出鉤體1外的高度基本相等。所述上彎鉤2、下彎鉤3及支撐鉤4與鉤體1采用金屬或非金屬壓鑄成整體式結(jié)構(gòu)。在鉤體1上部設有安裝孔5。
實施例9本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備。
將25.9克六水硝酸鎂、12.0克九水硝酸鋁、2.44克六水硝酸鑭、以及2.25克一水醋酸銅溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑。所得催化劑記為催化劑I，其組成及性質(zhì)為Na2O＜0.01重％，MgO54.1重％，Al2O321.6重％，La2O312.3重％，CuO12.0重％；比表面171米2/克，孔體積0.65毫升/克。
實施例10本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的制備將28.8克六水硝酸鎂、14.06克九水硝酸鋁以及2.25克一水醋酸銅溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；稱取13.5克氫氧化鈉和14.3克十水碳酸鈉溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為堿溶液；稱取2.1克氟碳鈰鑭礦(其組成為La2O326重量％，CeO246.9重量％，Nd2O37.0重量％，Pr6O114.9％重量％)放入盛有100毫升蒸餾水的燒杯中，將該燒杯置于65℃的恒溫水浴中，在攪拌下同時將上述鹽溶液和上述堿溶液滴入該燒杯中，控制兩溶液的滴速，使溶液的PH值始終在9.5左右。滴完兩溶液后，將所得混合物繼續(xù)攪拌15分鐘，然后靜置老化4小時。過濾并用水洗滌至洗滌液的PH值為7。將濾餅在120℃下干燥12小時；然后將所得產(chǎn)物在750℃焙燒3小時。所得催化劑記為催化劑J，其組成及性質(zhì)列于為Na2O＜0.01重％，MgO 47.8重％，Al2O320.2重％，CuO 9.6重％，La2O35.8重量％，CeO210.5重量％，Nd2O31.6重量％，Pr6O111.1％重量％，比表面162米2/克，孔體積0.59毫升/克。
對比例1本對比例說明不含過渡金屬的對比催化劑的制備。
將28.8克六水硝酸鎂、13克九水硝酸鋁、以及1.25克六水硝酸亞鈰溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑。所得催化劑記為催化劑K，其組成為Na2O 0.05重％，MgO59.8重％，Al2O325重％，CeO215重％；比表面105米2/克，孔體積0.34毫升/克。
對比例2本對比例說明不含稀土元素的對比催化劑的制備。
將2.25克一水醋酸銅、25.9克六水硝酸鎂、以及14.06克九水硝酸鋁溶于100毫升65℃的蒸餾水中，作為鹽溶液；然后按照與實施例1相同的條件和步驟制備催化劑。所得催化劑記為催化劑L，其組成為Na2O＜0.01重％，MgO49.8重％，Al2O329重％，CuO21重％；比表面161米2/克，孔體積0.76毫升/克。
實施例11本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的水熱老化樣品的制備。
催化劑預先制成350-800微米粒徑的顆粒。將催化劑裝入固定床反應器(反應管內(nèi)徑為6毫米)中，通入載氣(氬氣)并加熱至反應溫度吹掃半小時，然后在保持氣體總流量不變的情況下(通過調(diào)整載氣流量來控制)向其中通入反應氣體，用QGS-08B型紅外線分析儀(北京分析儀器廠麥哈克分析儀器有限公司商業(yè)產(chǎn)品)在線檢測氮氧化物濃度，用GC-8APT雙柱雙氣路氣相色譜在線檢測一氧化碳、氮氣、氧氣、二氧化硫、二氧化碳的濃度。氣體流量通過Brooks公司的質(zhì)量流量控制器控制。
所說轉(zhuǎn)化率為按體積百分濃度計算的轉(zhuǎn)化率。反應條件氬氣作載氣，氣體總流量為400標準立方厘米/分鐘反應溫度720℃反應壓力常壓催化劑裝載量150毫克表3是不同反應條件時NO→N2的轉(zhuǎn)化率，包括以下4種反應體系反應體系1原料氣包括NO、CO和Ar，一氧化氮(NO)濃度為600ppm(體積)，一氧化碳(CO)濃度為1.4％(體積濃度)，連續(xù)通氣1小時后一氧化氮轉(zhuǎn)化成氮氣的轉(zhuǎn)化率表示為R1；反應體系2向體系1中通入O2，氧氣(O2)濃度為0.5％(體積濃度)，R2表示通入O21小時后一氧化氮轉(zhuǎn)化成氮氣的轉(zhuǎn)化率；反應體系3向體系2中通入水蒸氣，水蒸氣含量為3％(體積濃度)，R3表示通入水蒸氣1小時后一氧化氮轉(zhuǎn)化成氮氣的轉(zhuǎn)化率；反應體系4向體系3中通入SO2，二氧化硫(SO2)濃度為500ppm(體積濃度)，R4表示通入SO21小時后一氧化氮轉(zhuǎn)化成氮氣的轉(zhuǎn)化率；R5表示反應體系4條件下CO→CO2的轉(zhuǎn)化率。
表3
實施例24-27這些實施例說明本發(fā)明提供的催化劑的水熱穩(wěn)定性及水熱處理對其脫一氧化氮性能的影響。
催化劑A-1、A-2、G-1、G-2是由催化劑A、G按實施例17經(jīng)800℃，100％H2O，老化4小時或17小時而得到的。測試及反應條件同實施例12-23，測試結(jié)果列于表4中。
表4
實施例28-40本實施例說明本發(fā)明提供的催化劑脫硫氧化物的性能及吸附硫氧化物后的再生性能。
催化劑吸附SOx的性能及吸附后的再生情況在TA2100熱分析儀上通過熱重法測量。吸附條件為SO2(0.5％(V))+O2+Ar，氣體總流量為200SCCM，催化劑裝載量為20mg，吸附溫度為720℃。吸附SOx后的催化劑在吸附溫度下用氫氣還原，還原條件為H2(20％(V))+Ar，氣體總流量為200SCCM，還原溫度為550℃。吸附能力用SOx吸附容量表示，測試結(jié)果列于表5中。氫氣還原性能(即吸附SOx后催化劑的再生能力)用H2還原度表示，測試結(jié)果列于表6中。
表5<
<p>表權(quán)利要求
1.一種用于脫除煙氣中氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳的催化劑，其特征在于該催化劑由鎂、鋁、至少一種過渡金屬元素和至少一種稀土金屬元素的復合氧化物組成；其無水化學表達式為mMgO·nAl2O3·xMOa/2·yRE2O3；其中M為選自由Zn、Co、Ni、Cu、Fe、Cr所組成的組中的過渡金屬元素中的一種或二種；RE為包括鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)在內(nèi)的稀土金屬元素中的一種，或者是以La和/或Ce為主的混合稀土元素；a為M的價態(tài)(其值為2或3)；m/n的值為大于2至小于30；x/(m+n+x+y)＝0.001-0.15；y/(m+n+x+y)＝0.001-0.1。
2.按照權(quán)利要求1的催化劑，其特征在于該催化劑由具有水滑石結(jié)構(gòu)的含Mg、Al和過渡金屬元素的層狀物質(zhì)與稀土水合氧化物的混合物經(jīng)焙燒而制得。
3.按照權(quán)利要求2的催化劑，其中所說焙燒的條件是溫度為450-900℃，時間為1-15小時。
4.按照權(quán)利要求3的催化劑，其中所說焙燒的條件是溫度為500-800℃，時間為2-10小時
5.按照權(quán)利要求1的催化劑，其中的M為Cu或者Fe。
6.按照權(quán)利要求1的催化劑，其中的RE為La、Ce、或者以La和/或Ce為主的混合稀土元素。
7.按照權(quán)利要求6的催化劑，其中的RE為La或者Ce。
8.按照權(quán)利要求1的催化劑，其中m/n＝3-10；x/(m+n+x+y)＝0.005-0.08；y/(m+n+x+y)＝0.003-0.05。
全文摘要
一種可同時脫除煙氣中氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳的復合氧化物催化劑,由鎂、鋁、至少一種過渡金屬元素和至少一種稀土金屬元素的復合氧化物組成,該催化劑由具有水滑石結(jié)構(gòu)的含Mg、Al和過渡金屬元素的層狀物質(zhì)與稀土水合氧化物的混合物經(jīng)焙燒而制得;該催化劑可同時脫除煙氣中的氮氧化物、硫氧化物和一氧化碳,并具有優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性。
文檔編號B01J23/70GK1275435SQ0010748
公開日2000年12月6日 申請日期2000年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月28日
發(fā)明者溫斌, 何鳴元, 宋家慶, 宗保寧, 舒興田, 羅一斌 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石油化工集團公司石油化工科學研究院