一种烧结烟气CO催化剂及其制备方法与流程

本发明涉及烟气净化，尤其涉及一种烧结烟气co催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、目前，烧结烟气污染物减排主要为脱硫和脱硝工艺，较少研究co减排，较高浓度的co排放浓度(6000-12000mg/m3)不仅造成了环境污染，同时造成了co潜热的浪费，也不符合碳减排的发展要求。在nh3-scr脱硝工艺中，脱硝温度(180～280℃)高于烧结烟气温度(80～160℃)，因此，如果在烟气脱硝前将co转换成co2，释放的热量足以使烟气温度升高50℃以上，从而为后续脱硝工艺节约大量能耗。

2、烧结烟气中通常同时含有大量的so2和h2o，so2会对催化剂产生毒化作用，且在h2o的条件下毒害作用会加强。例如，周昊等(pt涂层蜂窝金属和ce改性fe2o3催化co的性能对比[j].工程科学学报，2020，42(1):70－77)研究了pt涂层蜂窝金属催化剂脱除铁矿石烧结烟气co的性能。当在180℃下，143mg/m3与11.7％水气同时存在时，其co转化率为48.6％，与无水无硫的条件下相比，降低了18.9％。

3、因此，为了实现环境中co的减排，以及工艺上co潜热的利用，亟需一种具有抗so2和h2o中毒效果的co催化剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种烧结烟气co催化剂及其制备方法，以解决现有技术中co催化剂催化效率低、对so2和h2o中毒抗性差的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种烧结烟气co催化剂，结构式为pt-ce-fe3o4/tio2-cnt。

4、作为优选，所述的烧结烟气co催化剂，由包含下列质量份数的原料制备得到：

5、ptcl40.01～0.1份、ce(no3)30.05～0.15份、fecl30.5～1.5份、tio215～150份、碳纳米管10～30份。

6、本发明还提供了所述烧结烟气co催化剂的制备方法，包含下列步骤：

7、(1)将ptcl4、ce(no3)3和fecl3溶于水得前驱体溶液；

8、(2)将tio2和碳纳米管浸渍在前驱体溶液中，取出煅烧即得所述烧结烟气co催化剂。

9、作为优选，步骤(1)中所述ptcl4与水的质量体积比为0.01～0.1g：80～400ml。

10、作为优选，步骤(2)中所述浸渍的温度为60～80℃。

11、作为优选，步骤(2)中所述浸渍的时间为1～4h。

12、作为优选，步骤(2)中所述煅烧的温度为280～350℃。

13、作为优选，步骤(2)中所述煅烧的时间为3～6h。

14、本发明具有以下有益效果

15、本发明提供了一种烧结烟气co催化剂，结构式为pt-ce-fe3o4/tio2-cnt，由包含下列质量份数的原料制备得到：ptcl40.01～0.1份、ce(no3)30.05～0.15份、fecl30.5～1.5份、tio215～150份、碳纳米管10～30份。本发明组分中含有pt，具有良好的抗硫化能力，在高氧化和硫化的条件下pt表面更不易形成硫酸盐，且具备优异的co催化能力，能够快速的将co生成co2。反应机理为：co首先吸附在pt物种表面，烟气中的o2会吸附在催化剂表面形成吸附氧oα，oα可以将pt物种表面的co氧化成co2，实现co催化氧化过程。

16、ce作为催化剂组成之一，与pt结合后能够增加催化剂表面的酸性位点，阻碍酸性so2的吸附，且可以吸附大量的oα与pt结合后可以促进co转换为co2过程。当与so2接触时，可优先与so2结合生成铈硫酸盐，从而保护pt表面的活性位点，同时也可以分解产生的硫酸盐，提升催化剂的抗so2水平。

17、掺加fe增大了催化剂比表面积和活性组分的分散度，提升了催化剂脱co2的效率，且fe不易受到so2和h2o的影响，能够抑制催化剂中金属原子的硫酸化，增强了抗so2和h2o的中毒性能。

18、tio2具有较大的比表面积，金属原子在其表面具有良好的分散性，有效提升了催化活性和抗中毒性，还可以促进水分子在表面发生解离反应，解离产物又促进co氧化。

19、碳纳米管(cnts)具有有序的表面结构，对so2有较强的吸附作用和抗氧化作用，在tio2载体的基础上添加碳纳米管(cnts)可以有效提升催化剂的抗中毒性能，同时提高了催化剂的热稳定性，使tio2可以在高温下依旧保持较高的催化活性。

20、本发明提供的烧结烟气co催化剂工作温度为200～300℃，在不含so2时，co脱除率达到了98.56％，在含有so2时，co脱除率仅下降了约10％，具有优异的抗中毒性，运用在脱硫和脱硝工艺之间，co转换成co2释放的热量足以使烟气温度升高50℃以上，为脱硝工艺节约了大量能耗。

技术特征：

1.一种烧结烟气co催化剂，其特征在于，结构式为pt-ce-fe3o4/tio2-cnt。

2.如权利要求1所述的烧结烟气co催化剂，其特征在于，由包含下列质量份数的原料制备得到：

3.权利要求1或2所述烧结烟气co催化剂的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：

4.如权利要求3所述的烧结烟气co催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述ptcl4与水的质量体积比为0.01～0.1g：80～400ml。

5.如权利要求4所述的烧结烟气co催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述浸渍的温度为60～80℃。

6.如权利要求4或5所述的烧结烟气co催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述浸渍的时间为1～4h。

7.如权利要求6所述的烧结烟气co催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧的温度为280～350℃。

8.如权利要求7所述的烧结烟气co催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧的时间为3～6h。

技术总结本发明提供了一种烧结烟气CO催化剂及其制备方法，属于烟气净化技术领域。该催化剂的结构式为Pt‑Ce‑Fe3O4/TiO2‑CNT，由包含下列质量份数的原料制备得到：PtCl40.01～0.1份、Ce(NO3)30.05～0.15份、FeCl30.5～1.5份、TiO215～150份、碳纳米管10～30份。本发明提供的烧结烟气催化剂在不含有SO2时，CO脱除率高达98.56％，在有SO2时，脱除率仅下降了约10％，具有优异的抗中毒性。运用在脱硫和脱硝工艺之间，CO转换成CO2释放的热量足以使烟气温度升高50℃以上，为脱硝工艺节约了大量能耗。技术研发人员：仇洪波,吕扬,杨凤岭,张振尊,尹鹏,毕冉,郭鹏受保护的技术使用者：山东国舜建设集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18