本发明涉及催化剂领域,具体涉及一种用于催化燃烧含环己烷有机废气的整体型催化剂及其制备方法与应用和催化燃烧含环己烷有机废气的方法。
背景技术:
1、环境污染问题是全球面临的最棘手的问题,与人类的生产生活息息相关,而越来越严重的大气污染更是备受广泛关注。挥发性有机物(vocs)是大气污染的重要来源。挥发性有机化合物污染的治理最根本、最有效的方法是采用绿色无污染工艺取代目前的工艺,不用或少用有害原料、控制废气排放。然而由于受科学技术水平限制,目前许多涉及到民生的行业还无法找到绿色环保的工艺加以取代,其生产和使用过程中仍然不可避免地向环境排放各种有机废气,例如油漆、润滑油、有机溶剂等化学制品的使用,大宗化学品的合成,工业废渣的焚烧,石油化工和石油炼制,橡胶的生产以及农药的频繁使用等都导致大量的vocs排放。多数挥发性有机物有异味,对人体产生病变甚至致癌,排放到空气中对人类身体健康和地球环境产生极大的破坏。因此,对石化工业生产过程中产生的有机废气进行有效处理是坏境科学中的重要课题。
2、消除污染问题除了倡导和开发具有绿色、原子经济的方法和工艺外,采用后处理的方式消除已经产生的污染仍然是目前最具可行性和实施性的方案。常见的后处理方法可以分为两大类一类称为非破坏性技术,即回收法;另一类称为破坏性技术即化学法。前者包括活性炭吸附法、溶液吸收法、冷凝法及膜分离等常见方法,这些方法一般通过改变一定的压力、温度等工艺过程中的物理条件来使达到富集和分离。后者主要包括生物降解法、催化燃烧法、直接燃烧法、等离子体氧化法、光催化氧化法等方法,这些方法主要是通过化学或生物等技术使挥发性有机物(vocs)转化为二氧化碳、水等无毒或毒性很小的无机物。物理法其优点是可以对挥发性有机物进行回收利用,但处理不彻底,很容易引起二次污染;化学法的特点是处理彻底,其中应用较为广泛的方法主要有直接热燃烧法和催化燃烧法。热燃烧法是通过高温使尾气中的有害物质得到裂解,热裂解的温度高达800~900℃,这种方法需要消耗大量的燃料油,操作费用高,能耗高,处理成本较高。而催化燃烧法借助于催化剂的作用使操作温度降低到了280~450度,能耗大大降低,操作安全、稳定,操作费用降低,不产生氮氧化物,从而不产生二次污染。因此,催化燃烧法处理石化有机废气是一种较为理想的方法。
3、催化燃烧的催化剂主要有贵金属型催化剂和非贵金属催化剂,与非贵金属催化剂相比,贵金属催化剂一般具有活性高和稳定性能好的特点。但由于贵金属稀有,价格比较昂贵,因此制备贵金属催化剂时一般把贵金属负载到一定的载体上。使用比较常见的载体一般是氧化铝载体或者过渡金属载体。制备催化燃烧催化剂通常的做法是将氧化铝或者过渡金属氧化物涂覆到蜂窝载体上,然后再将贵金属负载到上述涂覆有氧化铝或者过渡金属氧化物的蜂窝载体上。
4、cn102441379a和cn1415410a属于将贵金属负载到上述涂覆有氧化铝或者过渡金属氧化物的蜂窝载体上。由于氧化铝和过渡金属氧化物比表面积较低,因此会导致催化剂活性较低。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在整体型催化剂活性不高,稳定性差等问题,提供一种用于催化燃烧含环己烷有机废气的整体型催化剂,催化剂具有更好的稳定性优点。
2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种用于催化燃烧含环己烷有机废气的整体型催化剂,所述催化剂包括载体和活性组分;其中,所述载体包括含ts-1分子筛涂层的蜂窝陶瓷;所述活性组分包括贵金属和氧化镱。
3、本发明第二方面提供上述整体型催化剂的制备方法,该方法包括:
4、(1)将提供ts-1分子筛涂层的原料涂覆于蜂窝陶瓷上,之后第一干燥、第一焙烧得到载体;
5、(2)载体与含贵金属和镱的前驱体溶液接触,之后分离、第二干燥、第二焙烧、还原。
6、本发明第三方面提供上述催化剂在催化燃烧含环己烷有机废气中的应用。
7、本发明第四方面提供一种催化燃烧含环己烷有机废气中的方法,该方法包括:通入含氧气体,将上述的催化剂与含环己烷有机废气在200-450℃的条件下接触。
8、本发明的催化剂能够用于处理含环己烷有机废气,将环己烷等挥发有机物催化燃烧生成二氧化碳和水,催化剂活性较高,在含环己烷有机废气浓度8000mg/m3的情况下,在催化剂床层温度不高于350℃时,环己烷的转化率在99%以上,而且最终产物二氧化碳的选择性在99%以上,该催化剂可广泛应用于含环己烷石化有机废气等工业有机废气的催化燃烧反应。
1.一种用于催化燃烧含环己烷有机废气的整体型催化剂,其特征在于,所述催化剂包括载体和活性组分;
2.根据权利要求1所述的催化剂,其中,
3.根据权利要求2所述的催化剂,其中,
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂,其中,
5.一种根据权利要求1-4中任意一项所述整体型催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括:
6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其中,
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法,其中,
9.权利要求1-4中任意一项所催化剂在催化燃烧含环己烷有机废气中的应用。
10.一种催化燃烧含环己烷有机废气中的方法,其特征在于,该方法包括:通入含氧气体,将权利要求1-4中任意一项所述的催化剂与含环己烷有机废气在200-450℃的条件下接触;