本發(fā)明屬于工業(yè)煙氣凈化，特別涉及一種雙層式低溫同時(shí)脫no和co的催化劑、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鋼鐵企業(yè)排放的大氣污染物主要包括顆粒物、so2、nox、二噁英以及co等，其中燒結(jié)工序是鋼鐵行業(yè)氣態(tài)污染物的最大排放源。燒結(jié)工序排放的no和co(分別占鋼鐵廠排放總量的71％和46％)逐漸成為鋼鐵企業(yè)最亟待控制的氣態(tài)污染物。

2、目前，燒結(jié)煙氣中針對(duì)no和co污染物處理主要采用不同系統(tǒng)中單一污染物分別處置的分級(jí)處理方式。采用單一分級(jí)處理方式雖能實(shí)現(xiàn)污染物的有效脫除，但在實(shí)際應(yīng)用中存在占地面積大、建設(shè)費(fèi)用高、運(yùn)行系統(tǒng)復(fù)雜等不足。因此，如何將兩種污染物的脫除耦合到同一反應(yīng)系統(tǒng)中，是雙污染物高效協(xié)同脫除的關(guān)鍵。在燒結(jié)煙氣中氧含量高的現(xiàn)實(shí)條件下，催化劑的合理設(shè)計(jì)成為實(shí)現(xiàn)燒結(jié)煙氣中no和co協(xié)同脫除的關(guān)鍵。

3、現(xiàn)有技術(shù)催化劑是以椰殼ac為載體、以ceox和feoy的復(fù)合金屬氧化物為活性組元。其中活性組元和椰殼活性炭的質(zhì)量比為3.62～4.73％。雖然該催化劑在無(wú)氧條件下低溫脫硝活性較好，但燒結(jié)煙氣中o2含量較高，煙氣中存在的o2會(huì)與no爭(zhēng)奪活性位點(diǎn)并優(yōu)先誘導(dǎo)co與o2反應(yīng)，從而抑制催化劑的co-scr反應(yīng)活性。因此，該催化劑在實(shí)際燒結(jié)煙氣條件下的應(yīng)用具有一定的局限性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)no和co的同時(shí)有效脫除。

4、另一方面改性碳基催化劑包括55～75％的碳基原料、5～15％有機(jī)酸前驅(qū)體、15～30％含氮化合物前驅(qū)體。該催化劑雖然具有較好的低溫脫硝活性和氮?dú)膺x擇性，但其活性溫度區(qū)間較窄，且在反應(yīng)過(guò)程中易發(fā)生氨逃逸，從而造成二次污染。此外，該催化劑難以脫除煙氣中的co，無(wú)法滿足鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣同時(shí)高效脫除no和co污染物的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種雙層式低溫同時(shí)脫no和co的催化劑、制備方法及應(yīng)用，以解決上述問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種雙層式低溫同時(shí)脫no和co的催化劑，包括催化劑a、催化劑b和中間層；催化劑a和催化劑b按自上而下的順序疊加設(shè)置，催化劑a和催化劑b之間采用中間層隔開(kāi)；催化劑a為mncesmox/ac催化劑，催化劑b為cucefeox/ac催化劑，mncesmox復(fù)合氧化物與ac載體的質(zhì)量比為6％～11％，cucefeox復(fù)合氧化物與ac載體的質(zhì)量比為8％～13％。

4、進(jìn)一步的，mncesmox復(fù)合氧化物為硝酸錳、硝酸鈰、硝酸釤按(5.5～6.25)：(2.5～3.25)：(0.5～2.0)的摩爾比配比獲得；cucefeox復(fù)合氧化物為硝酸銅、硝酸鈰、硝酸鐵按(2.75～3.5)：(4.5～5.25)：(1.25～2.75)的摩爾比配比獲得。

5、進(jìn)一步的，ac載體為4～5mol/l硝酸活化處理的商用ac。

6、進(jìn)一步的，中間層為1cm厚的石英棉。

7、一種雙層式低溫同時(shí)脫no和co的催化劑的制備方法，包括以下步驟：

8、獲取活化ac載體；

9、配制mncesmox催化劑活性組分溶液，以及cucefeox催化劑活性組分溶液；

10、將活化ac載體分別加入到配制的mncesmox催化劑活性組分溶液，以及cucefeox催化劑活性組分溶液中，得到mncesmox/ac催化劑前驅(qū)體，以及cucefeox/ac催化劑前驅(qū)體；

11、對(duì)得到mncesmox/ac催化劑前驅(qū)體，以及cucefeox/ac催化劑前驅(qū)體進(jìn)行焙燒，得到mncesmox/ac催化劑，以及cucefeox/ac催化劑。

12、進(jìn)一步的，獲取活化ac載體，包括：

13、ac預(yù)處理：將商用活性焦加入到去離子水中清洗，超聲處理1～2h，固液分離，固體烘干即得到預(yù)處理的活性焦；

14、ac活化：將活性焦置于4～5mol/l硝酸溶液中活化處理，在溫度40～60°c下活化3～4h，經(jīng)去離子水多次洗滌至ph為7，烘干得到活化ac載體。

15、進(jìn)一步的，配制mncesmox催化劑活性組分溶液，以及cucefeox催化劑活性組分溶液，包括：

16、mncesmox/ac催化劑活性組分溶液配制：將硝酸錳、硝酸鈰、硝酸釤按(5.5～6.25)：(2.5～3.25)：(0.5～2.0)摩爾比溶解于去離子水中，在室溫下攪拌1～2h至溶液澄清透明，得到mncesmox/ac催化劑活性組分的混合溶液；

17、cucefeox/ac催化劑活性組分溶液配制：將硝酸銅、硝酸鈰、硝酸鐵按(2.75～3.5)：(4.5～5.25)：(1.25～2.75)摩爾比溶解于去離子水中，在室溫下攪拌1～2h至溶液澄清透明，得到cucefeox/ac催化劑活性組分的混合溶液。

18、進(jìn)一步的，得到mncesmox/ac催化劑前驅(qū)體，以及cucefeox/ac催化劑前驅(qū)體，包括：

19、mncesmox/ac催化劑前驅(qū)體：將得到的活化ac載體加入到活性組分混合溶液中浸漬，在40～60℃下超聲處理1～2h，固液分離，在100℃下干燥12h，得到mncesmox/ac催化劑前驅(qū)體；

20、cucefeox/ac催化劑前驅(qū)體：將活化ac載體加入到步驟(4)活性組分混合溶液中浸漬，在40～60℃下超聲處理1～2h，固液分離，在100℃下干燥12h，得到cucefeox/ac催化劑前驅(qū)體。

21、進(jìn)一步的，得到mncesmox/ac催化劑，以及cucefeox/ac催化劑：

22、mncesmox/ac催化劑焙燒：在n2作為保護(hù)氣條件下，將mncesmox/ac催化劑前驅(qū)體置于管式爐中在450℃焙燒4h，得到mncesmox/ac催化劑；

23、cucefeox/ac催化劑焙燒：在n2作為保護(hù)氣條件下，將cucefeox/ac催化劑前驅(qū)體置于管式爐中在400℃焙燒5h，得到cucefeox/ac催化劑。

24、一種雙層式低溫同時(shí)脫no和co的催化劑的應(yīng)用，用于催化脫除鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣中no和co。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下技術(shù)效果：

26、本發(fā)明以改性商用ac為載體，以nh3和co為復(fù)合還原劑，通過(guò)催化劑的巧妙設(shè)計(jì)，在低溫條件下有效脫除燒結(jié)煙氣中no和co；可以解決現(xiàn)有nh3-scr催化劑在低溫條件下脫硝率不高，存在氨逃逸、易硫水中毒且難以脫除co等問(wèn)題，同時(shí)可解決co-scr技術(shù)在富氧條件下還原劑co易被氧化而失效的問(wèn)題。

27、本發(fā)明以改性商用ac作為載體，提出了一種由兩種負(fù)載型催化劑a和b搭配組合而構(gòu)成的雙層式低溫脫no和co催化劑，以nh3和co作為復(fù)合還原劑，在低溫條件下對(duì)燒結(jié)煙氣中的no和co進(jìn)行同時(shí)脫除，可解決現(xiàn)有燒結(jié)煙氣脫硝中nh3-scr催化劑在低溫條件下脫硝率低、易受到硫水中毒等問(wèn)題。

28、本發(fā)明提出的雙層式低溫脫no和co催化劑不僅對(duì)燒結(jié)煙氣中的no具有較好的脫除效果，而且對(duì)燒結(jié)煙氣中的co也有較高的脫除率，在催化溫度在150～250℃之間，no和co的去除率均可達(dá)90％以上；

29、本發(fā)明以nh3和co為復(fù)合還原劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的nh3或者co單獨(dú)作為還原氣體，即可解決nh3逃逸、污染環(huán)境等問(wèn)題，同時(shí)可達(dá)到以廢治廢和節(jié)約資源的目的，節(jié)省煙氣脫硝成本。