一种金属改性分子筛催化剂的再生方法与流程

本发明涉及催化剂
技术领域：
，尤其涉及一种金属改性分子筛催化剂的再生方法。
背景技术：
：用金属改性的分子筛催化剂以其优异的性能，在很多领域得到越来越广泛的应用。在实际应用过程中，因环境高温等原因，金属改性的分子筛材料劣化，整体性能下降。如应用于柴油车的铜改性的分子筛催化剂，因高温劣化，催化剂的nh3-scr性能明显的下降，导致排放不达标。在现有的文献报道中，针对改性分子筛催化剂高温劣化的机理研究比较多，如wilken等(topicsincatalysis,2013,56(1-8):317-322.)研究了不同温度对cu-bea分子筛活性位的影响，经高温处理后的铜改性的分子筛因为结构中铜氧化物种的形成并团聚,温度越高,团聚越严重,进而引起分子筛催化剂性能的劣化,甚至结构坍塌,完全失活；shi等(chinesejournalofcatalysis,2012,33(s2–3):454-464.)研究了不同的制备方法所得的铁改型分子筛催化剂,因制备方式的不同,分子筛结构中铁物种的分布不同,性能有差异，高温老化后，不同样品性能接近，主要是分子筛结构中铁由fe3+变成氧化物粒子甚至是团聚物，导致催化剂性能下降；kwak等(journalofcatalysis,2012,287(3):203-209.)研究报道了高温老化对不同类型的铜基分子筛nh3-scr性能的影响，主要是因分子筛中铜物种形式发生了变化，导致催化剂性能的下降。针对金属改性分子筛催化剂劣化后的再生研究的报道较少，有张晓静等发表的负载型zsm-5分子筛催化剂再生方法研究(工业催化,2008(6)：23-26.)，主要研究了改性分子筛因结焦劣化后的再生方法；周慧等发表的scr脱硝催化剂失活及再生技术的研究进展，主要研究了催化剂堵塞，中毒劣化后的再生方法(无机盐工业,2017,49(005):9-13.)。关于金属改性分子筛再生的专利比较少，有us4600700，该专利主要阐述在有水的环境中氧化因结焦劣化的含铂分子筛催化剂，然后在氢气条件下实现还原再生。技术实现要素：本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，改善因高温使分子筛催化剂活性金属团聚，催化剂整体性能下降的问题，提供一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，再生催化剂的性能有明显的提升。本发明的技术方案为：一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：包括以下步骤：(1)将劣化催化剂在500℃～600焙烧1～3h，并冷却；(2)将经过步骤(1)处理的催化剂加热至60-300℃，并保温0.5-3h，同时将压缩空气通过40℃～70℃的介质后向保温的催化剂中鼓汽，直至催化剂保温结束；(3)将经过步骤(2)处理的催化剂焙烧，得到再生催化剂。优选的是，所述的金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：所述金属改性分子筛催化剂的改性金属为cu、fe、co、ni、ce、ag、cr和mn的一种或几种；所述分子筛为bea、cha、mfi、lta、aei、afx、fau和rth的一种或几种。优选的是，所述的金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：所述步骤(2)的介质为水、氨水或尿素水溶液的一种。优选的是，所述的金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：所述水的电导率(25℃)≤5μs/cm。优选的是，所述的金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：所述氨水浓度为3％-25％。优选的是，所述的金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：所述尿素水溶液浓度为5-40％。优选的是，所述的金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：所述步骤(2)压缩空气的流量为0.3l/min-1l/min。优选的是，所述的金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：所述步骤(3)焙烧温度为500℃～600，焙烧时间为1～3h。本发明的优点：(1)本发明的金属改性分子筛催化剂的再生方法，再生方法简单，容易操作，环保经济，再生催化剂的nox转化效率有明显的提升。(2)本发明的金属改性分子筛催化剂的再生方法，主要改善因高温使分子筛催化剂活性金属团聚，催化剂整体性能下降的问题，本发明通过向加热至一定温度的劣化分子筛催化剂中引入活化介质，使分子筛催化剂中金属活性位重构，实现催化剂再生活化，实现活化再生，再生后的催化剂性能有大幅提升。附图说明图1是本发明实施例1和对比例1的催化剂nh3-scr过程nox转化效率变化曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例1：一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，包括以下步骤：(1)将劣化催化剂cucha催化剂在550℃焙烧1h，并冷却；(2)将经过步骤(1)处理的催化剂加热至60℃，并保温3h，同时将压缩空气以流量f＝1l/min通过45℃的介质后向保温的催化剂中鼓汽，直至催化剂保温结束，介质为电导率为5μs/cm的水；(3)将经过步骤(2)处理的催化剂以10℃/min升温至550℃，在550℃焙烧1h，得到再生催化剂。实施例2：一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：包括以下步骤：(1)将劣化催化剂cubea在500℃焙烧3h，并冷却；(2)将经过步骤(1)处理的催化剂加热至100℃，并保温3h，同时将压缩空气以流量f＝0.8l/min通过45℃的介质后向保温的催化剂中鼓汽，直至催化剂保温结束，介质为3％氨水；(3)将经过步骤(2)处理的催化剂以10℃/min升温至550℃，在550℃焙烧1h，得到再生催化剂。实施例3：一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，其中：包括以下步骤：(1)将劣化催化剂febea在600焙烧1h，并冷却；(2)将经过步骤(1)处理的催化剂加热至150℃，并保温1h，同时将压缩空气以流量f＝0.4l/min通过50℃的介质后向保温的催化剂中鼓汽，直至催化剂保温结束，介质为25％氨水；(3)将经过步骤(2)处理的催化剂以10℃/min升温至600℃，在600℃焙烧1h，得到再生催化剂。实施例4：一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，包括以下步骤：(1)将劣化催化剂cucha在600焙烧1h，并冷却；(2)将经过步骤(1)处理的催化剂加热至200℃，并保温3h，同时将压缩空气以流量f＝0.6l/min通过70℃的介质后向保温的催化剂中鼓汽，直至催化剂保温结束，介质为5％的尿素水溶液；(3)将经过步骤(2)处理的催化剂以10℃/min升温至600℃，在600℃焙烧1h，得到再生催化剂。实施例5：一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，包括以下步骤：(1)将劣化催化剂femfi在500℃焙烧3h，并冷却；(2)将经过步骤(1)处理的催化剂加热至300℃，并保温0.5h，同时将压缩空气以流量f＝0.3l/min通过45℃的介质后向保温的催化剂中鼓汽，直至催化剂保温结束，介质为40％的尿素水溶液；(3)将经过步骤(2)处理的催化剂以10℃/min升温至500℃，在500℃焙烧3h，得到再生催化剂。对比例1：一种金属改性分子筛催化剂的再生方法，包括以下步骤：(1)将劣化催化剂cucha催化剂在550℃焙烧1h，并冷却；(2)将经过步骤(2)处理的催化剂加热至60℃，并保温3h，同时将压缩空气以流量f＝0.8l/min通过催化剂，直至催化剂保温结束，介质为电导率为5μs/cm的水；(3)将经过步骤(2)处理的催化剂在550℃焙烧1h，得到再生催化剂。催化剂nox转化效率评价：实验采用固定床微型反应器装样测试、尾气组份用mks2030傅里叶变换红外分析仪检测，将实施例1～5和对比例1的再生催化剂进行老化后的nh3-scr过程中氮氧化物转化情况实验，实验条件为：空速200000h-1，no450ppm、nh3450ppm、14％o2、5％h2o、5％co2，n2作为平衡气体。下面列出实施例1～5和对比例1的nox转化效率测试结果：表1催化剂介质f/l/mint80/℃最高转化率/％实施例1cucha水(5μs/cm)1187℃98.3％实施例2cubea3％氨水0.823593.5实施例3febea25％氨水0.432091.0实施例4cucha5％尿素水溶液0.621197.6实施例5femfi40％尿素水溶液0.333590.3对比例1cucha水(5μs/cm)0.8207℃96.3％表1中t80为nox转化效率达到80％的温度。图1是本发明实施例1和对比例1的催化剂nox催化转化效率结果对比图，从图1中可以看出，经本发明活化再生后，实施例1样品的t80＝187℃，最高转化效率为98.3％，对比例1样品的t80＝207℃，最高转化效率为96.3％，再生后，实施例1的t80降低了20℃，最高转化率提高了2％。最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12