一種低能耗尾氣脫硝系統的製作方法

2024-04-13 17:21:05

1.本實用新型屬於尾氣淨化技術領域，特別是涉及一種低能耗尾氣脫硝系統。


背景技術：

2.目前汽車尾氣處理中，採用scr處理時，需要噴入尿素，通過尿素產生的nh3將尾氣中的氮氧化合物(nox)轉化為氮氣(n2)後，再排出到環境中。
3.而目前這種處理方式存在的缺點是：尿素與尾氣的接觸時間很短。為此，目前為了能儘量將尾氣中的氮氧化物處理完，往往噴入過量的尿素以產生足夠過量的nh3，這樣一來，第一，大大增加了使用成本，第二，過量的nh3隨尾氣排出到環境中，造成第二次汙染。


技術實現要素：

4.本實用新型在於提供一種低能耗尾氣脫硝系統。
5.為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供如下技術方案：
6.本實用新型的第一方面，提供一種低能耗尾氣脫硝方法，包括：
7.第一路線，所述第一路線至少包括如下處理步驟之一：
8.採用nox吸留劑對尾氣中的氮氧化物進行吸留處理；
9.在無尾氣輸送條件下，對所述nox吸留劑進行再生處理，將吸留於所述nox吸留劑內的氮氧化物處理後從所述nox吸留劑脫附，得到淨化氣體且使所述nox吸留劑再生。
10.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述吸留處理將尾氣中的至少部分低價態氮氧化物處理成高價態氮氧化物。
11.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述吸留處理和/或再生處理在低溫條件下進行，所述低溫條件為溫度350℃以下。進一步，低溫條件為在300℃以下、200℃以下、230-320℃、100℃以下和20-80℃中的任意一種。
12.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述nox吸留劑包括將氮氧化物吸附並保留的物質及將低價態氮氧化物處理為高價態氮氧化物的物質，或同時能吸附氮氧化物和將低價態氮氧化物處理成高價態氮氧化物的物質。
13.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述將氮氧化物吸附並保留的物質為炭基吸附材料，所述炭基吸附材料包括炭材料和負載在炭材料上的鹼性金屬離子，或所述炭基吸附材料包括炭材料和負載在炭材料上的過渡金屬的金屬氧化物和/或金屬離子，或所述炭基吸附材料由炭材料經過酸洗或水洗得到。
14.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述炭材料包括木質炭、煤質炭和碳納米纖維中的一種或多種。
15.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述鹼性金屬離子包括k離子、na離子、mg離子和ca離子中的一種或兩種以上任意比例的組合物。
16.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述過渡金屬包括ti、v、 cr、fe、co、ni、cu、mn和w中的一種或兩種以上任意比例的組合物。
17.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述將低價態氮氧化物處理為高價態氮氧化物的物質為氧化催化劑。該氧化催化劑可以選用第一氧化催化劑，也可以選用第二催化劑，也可以選用第三催化劑。
18.本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述氧化催化劑包括第一氧化催化劑，所述第一氧化催化劑包括co/ni/mn中任意一個和多種組合的羥基氧化物，具有如下式i的結構：[co
x
niymnz]o(oh)，x代表co的摩爾量，x≥0；y代表ni的摩爾量，y≥0；z 代表mn的摩爾量，z≥0。進一步，所述第一氧化催化劑具有如下式i的結構：[conimnz]o(oh)，其中，0.5《z《2。上述結構式[conimnzo(oh)中z代表mn的摩爾量。
[0019]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，當式i中，x代表co佔所述第一氧化催化劑中金屬總量的摩爾比，y代表ni佔所述第一氧化催化劑中金屬總量的摩爾比，z 代表mn佔所述第一氧化催化劑中金屬總量的摩爾比，z＝1-x-y。
[0020]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述第一氧化催化劑的製備過程，包括如下步驟：
[0021]
1)將co(no3)2·
7h2o和ni(no3)2·
7h2o溶於水中，配成溶液a。
[0022]
2)將naoh溶於h2o中，配成溶液b。
[0023]
3)將kmno4溶於水中，並滴加2-3d濃硝酸，配成溶液c。
[0024]
4)對溶液a進行加熱處理，升溫到指定溫度。將溶液b逐滴加入溶液a中，滴加速度為1-2d/s，保持快速攪拌。
[0025]
5)溶液b滴加完畢後，繼續向溶液a中滴加溶液c。保持對溶液的攪拌速度，反應時間72h以上。
[0026]
6)反應結束後，對溶液進行抽濾、並用溫水衝洗沉澱至流出液澄清。洗滌結束後，將沉澱轉移至烘箱內完全乾燥後取出。
[0027]
7)製備所得催化劑粉末即所述組合物密封保存。
[0028]
進一步，步驟3)包括：將kmno4溶於水中，適當升溫並滴加2-3d濃硝酸，配成溶液 c。
[0029]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，上述第二氧化催化劑以coal 類水滑石(coaal-ldh)為前驅體，經焙燒得到；所述前驅體即coal類水滑石(coaal-ldh)前驅體化學組成如通式ii所示：
[0030]
通式ii：
[0031]
其中，x為al3
+
/(al
3+
+co
2+
)的摩爾比，x取值範圍在0.17-0.33之間。
[0032]
上述coal類水滑石(coaal-ldh)前驅體的製備方法，包括如下步驟：以可溶性鈷鹽、可溶性鋁鹽為原料通過共沉澱法或水熱法製得，其中，所述可溶性鈷鹽為cocl2、co(no3)2、 coso4中的一種，所述可溶性鋁鹽為alcl3、al(no3)3、al2(so4)3中的一種。
[0033]
進一步，所述coal類水滑石(coaal-ldh)前驅體的製備方法，包括如下步驟：
[0034]
s1：將所述可溶性鈷鹽和所述可溶性鋁鹽按一定的化學計量比配製成溶液a；同時將 na2co3(或k2co3)和naoh(或koh)按一定化學計量比配製成溶液b；
[0035]
s2：在室溫20-30℃條件下，將溶液a和溶液b同時滴入至150-200ml去離子水中，滴加速率控制在1d/s，充分攪拌並保持反應物的ph在10-13範圍內，滴加完畢後繼續攪拌反應0.5-1.5小時；
[0036]
s3：將步驟s2得到的懸浮液在60-100℃範圍下進行老化20～72h，老化過程中保持持續攪拌；或將步驟s2得到的懸浮液直接轉入聚四氟乙烯水熱釜中，於80-160℃條件下晶化反應10-50h。
[0037]
s4：將步驟s3所得的老化後的產品或晶化後的產品使用60-80℃的去離子水洗滌抽濾至濾液中性，濾液最終電導率控制在100us/cm以下，所得濾餅產物在100-120℃條件下乾燥12 小時以上，即得所述coal類水滑石前驅體，標記為coaal-ldh，a(co：al摩爾比)＝2.03～4.88。
[0038]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，第二氧化催化劑以上述coal 類水滑石(coaal-ldh)為前驅體，經焙燒得到，焙燒溫度為400～800℃。具體地，第二氧化催化劑的製備方法，包括如下步驟：
[0039]
將上述coal類水滑石(coaal-ldh)前驅體在400～800℃下焙燒4～6h，焙燒後的樣品經過壓片、研磨和過篩，得到以coal類水滑石為前驅體的二元複合金屬氧化物催化劑，標記為 coaalo，a(co:al摩爾比)＝2.03～4.88。
[0040]
進一步，本實用新型的第二氧化催化劑的製備方法，包括如下步驟，將上述coal類水滑石(coaal-ldh)前驅體顆粒置於管式爐中，在氮氣吹掃條件下以5℃/min進行程序升溫至400～800℃，然後恆溫焙燒4～6h；亦可以直接在馬弗爐中進行以5℃/min進行程序升溫至 400～800℃，然後恆溫焙燒4～6h，焙燒後的樣品經過壓片、研磨和過篩，得到以coal類水滑石為前驅體的二元複合金屬氧化物催化劑，標記為coaalo，a(co:al摩爾比)＝2.03～4.88。
[0041]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，m
3+
/m
2+
過渡金屬摻雜的coal 類水滑石為前驅體的第三氧化催化劑，在上述通式ii所示的coal類水滑石(coaal-ldh)前驅體的基礎之上，分別使用三價m
3+
和二價m
2+
的過渡金屬元素摻雜的coal類水滑石為前驅體製備多元金屬複合氧化物作為第三氧化催化劑；
[0042]
所述m
3+
/m
2+
過渡金屬摻雜的coal類水滑石為前驅體的no/co氧化催化劑通式為通式 iii、通式iv、通式v中的一種，分別為：
[0043]
以三價m
3+
過渡金屬陽離子摻雜替換部分al
3+
後的類水滑石為前驅體的三元金屬複合氧化物催化劑，其通式為通式iii：各金屬元素的摩爾比為：co:(al+ m
3+
)＝2.03～4.88，即a＝2.03～4.88；m
3+
:al＝0～2，即b＝0.00～0.67；
[0044]
以二價m
2+
過渡金屬陽離子摻雜替換部分co
2+
後的類水滑石為前驅體的三元金屬複合氧化物催化劑，其通式為通式iv：各金屬元素的摩爾比為： (co+m
2+
):al＝2.03～4.88，m
2+
:co＝0～2，即b＝0～2，a＝0.68～4.88；
[0045]
以二價m
2+
和三價m
3+
過渡金屬陽離子摻雜分別替換部分co
2+
和部分al
3+
後的類水滑石為前驅體的四元金屬複合氧化物催化劑，其通式為通式v：各金屬元素的摩爾比為：(co+m
2+
):(al+m
3+
)＝2.03～4.88，m
2+
:co＝0～2，m
3+
:al＝0～2。
[0046]
進一步，摻雜的三價m
3+
過渡金屬陽離子包括但不限於fe
3+
、cr
3+
中的一種；二價m
2+
的過渡金屬陽離子包括但不限於mn
2+
、ni
2+
、cu
2+
、zn
2+
、mg
2+
中的一種。
[0047]
進一步，m
3+
/m
2+
過渡金屬摻雜的coal類水滑石為前驅體的第三氧化催化劑的製備方法，包括如下步驟：
[0048]
s1：將可溶性鈷鹽、可溶性鋁鹽、三價m
3+
或/和二價m
2+
過渡金屬的可溶性鹽類按一定的化學計量比配製成溶液a；同時將na2co3(或k2co3)和naoh(或koh)按一定化學計量比配製成溶液b；
[0049]
s2：在室溫20-30℃條件下，將溶液a和溶液b同時滴入至150-200ml去離子水中，滴加速率控制在1d/s，充分攪拌並保持反應物的ph在10-13範圍內，滴加完畢後繼續攪拌反應0.5-1.5小時；
[0050]
s3：將步驟s2得到的懸浮液在60-100℃範圍下進行老化20h～7天，老化過程中保持持續攪拌；也可將步驟s2所得的懸浮液直接轉入聚四氟乙烯水熱釜中，於80-160℃條件下晶化反應20h-7天。
[0051]
s4：將所得s3的老化或晶化產品使用60-80℃的去離子水洗滌抽濾至濾液中性，濾液最終電導率控制在100us/cm以下，所得濾餅產物在100-120℃條件下乾燥12小時以上，即得到摻雜過渡金屬的coal類水滑石前驅體；
[0052]
s5：將步驟s4的摻雜過渡金屬的coal類水滑石前驅體產物顆粒置管式爐中，在氮氣吹掃條件下以5℃/min進行程序升溫至400～800℃，然後恆溫焙燒4～6h；也可以直接在馬弗爐中進行以5℃/min進行程序升溫至400～800℃，然後恆溫焙燒4～6h，焙燒後的樣品經過壓片、研磨和過篩，得到以摻雜過渡金屬coal類水滑石為前驅體的多元複合金屬氧化物催化劑。
[0053]
進一步，步驟s1中，三價m
3+
或/和二價m
2+
過渡金屬的可溶性鹽類為過渡金屬的氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽中的一種。
[0054]
本實用新型中，所述吸留處理過程中第二氧化催化劑和第三氧化催化劑將尾氣中低價氮氧化物處理成高價氮氧化物，典型的反應包括將尾氣中no氧化為no2。本實用新型中第二氧化催化劑和第三氧化催化劑進行尾氣處理所需的反應溫度範圍是應溫度範圍為350℃以下，優選的，215-345℃。在尾氣處理反應中，第二氧化催化劑劑或第三氧化催化劑的質量空速範圍小於40000ml/(h*g)。優選的，質量空速範圍為20000-40000ml/(h*g)；更優選的，質量空速範圍為20000-35000ml/(h*g)。
[0055]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述再生處理採用脫附處理劑進行脫附或採用加熱方法進行脫附。
[0056]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述再生處理採用脫附處理劑進行脫附時，進一步，所述脫附處理劑為尿素、氨中的一種或兩種以上任意比例的混合物。
[0057]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述再生處理或採用加熱方法進行脫附時，所述加熱方法包括但不限於常壓加熱或真空加熱。所述常壓加熱指在常壓狀態下對吸附no
x
後的吸附材料例如炭基吸附材料進行加熱，使得no
x
從吸附材料上脫附出來。所述真空加熱指在抽真空條件下，同時對吸附材料進行加熱，使得no
x
從吸附材料上脫附出來。進一步，所述常壓加熱的溫度範圍為60-170℃，優選65℃～78.5℃；或優選80℃～118℃；或優選120℃～165℃。
[0058]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述低能耗尾氣脫硝方法還包括：在所述吸留處理前和/或所述再生處理前，將尾氣溫度降至所述低溫條件。
[0059]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，所述低能耗尾氣脫硝
方法還包括：第二路線，所述第二路線的處理步驟與所述第一路線的處理步驟完全相同，其中，所述第一線路與所述第二路線同時進行所述吸留處理，或，所述第一線路和所述第二線路中的任意一個進行所述再生處理時，另一個進行所述吸留處理。
[0060]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝方法，其中，低能耗尾氣脫硝方法還可以包括：在吸留處理前，對尾氣進行scr脫硝處理。
[0061]
本實用新型第二方面，提供一種低能耗尾氣脫硝系統，所述尾氣脫硝系統包括至少一個脫硝單元，所述脫硝單元包括：
[0062]
工作腔，用於讓尾氣進入進行脫硝處理得到淨化後的氣體並排出；
[0063]
配置於所述工作腔內的nox吸留劑，用於對進入所述工作腔的所述尾氣中的氮氧化物進行吸留處理；
[0064]
還包括脫附處理劑供給裝置或加熱裝置；
[0065]
脫附處理劑供給裝置，用於向所述工作腔提供脫附處理劑，進行再生處理：將吸留於所述nox吸留劑內的氮氧化物處理後從所述nox吸留劑脫附，得到所述淨化後氣體且使所述nox吸留劑再生；
[0066]
加熱裝置，用於對工作腔或工作腔內的nox吸留劑進行加熱處理實現再生處理，將吸留於所述nox吸留劑內的氮氧化物從所述nox吸留劑脫附，使所述nox吸留劑再生；
[0067]
其中，在無尾氣輸送進入所述工作腔的條件下，對所述nox吸留劑進行所述再生處理。
[0068]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝系統，其中，所述nox吸留劑為上述的 nox吸留劑，包括將氮氧化物吸附並保留的物質及將低價態氮氧化物處理為高價態氮氧化物的物質，或同時能吸附氮氧化物和將低價態氮氧化物高價態氮氧化物的物質。其中，將氮氧化物吸附並保留的物質為上述炭基吸附材料，將低價態氮氧化物高價態氮氧化物的物質為氧化催化劑。該氧化催化劑可以選用上述第一氧化催化劑，也可以選用上述第二氧化催化劑，也可以選用上述第三氧化催化劑，不再贅述。
[0069]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝系統，其中，所述尾氣脫硝系統包括兩個並聯的脫硝單元，所述兩個並聯的脫硝單元工作狀態可以為如下中的一個：同時進行所述吸留處理，或，一個脫硝單元進行所述吸留處理時，另一個脫硝單元進行所述再生處理。
[0070]
本實用新型一實施例中，尾氣脫硝系統還包括scr脫硝裝置，沿尾氣流動方向，所述scr 脫硝裝置設於所述脫硝單元之前。
[0071]
本實用新型一實施例提供所述低能耗尾氣脫硝系統，其中，所述尾氣脫硝系統還包括降溫裝置，沿尾氣流動方向，所述降溫裝置設於所述脫硝單元之前。
[0072]
本實用新型中「含硝廢氣」「廢氣」是指含有no(一氧化氮)或含有no和no2(二氧化氮) 等氮氧化物的一切廢氣，包括但不限於：發動機尾氣、工業廢氣。
[0073]
本實用新型中no
x
包括no和/或no2。
[0074]
本實用新型提供的以coal類水滑石(coaal-ldh)為前驅體的第二類氧化催化劑及第三氧化催化劑，並以過渡金屬元素中的一種或多種進行摻雜，優化該類型催化劑的反應窗口溫度，使其可在200℃-420℃窗口溫度，質量空速小於40,000ml/(h*g)條件下，可以達到no的高效氧化，尤其在215℃-345℃窗口溫度下實現了no的100％催化氧化，且有較好的
耐久壽命；同時對尾氣中的一氧化碳co在200-420℃窗口溫度下同樣具備高效的氧化效率，co氧化效率可達到80％-90％。
附圖說明
[0075]
圖1為本實用新型一實施例中低能耗尾氣脫硝處理方法的流程圖。
[0076]
圖2為本實用新型一實施例中低能耗尾氣脫硝處理系統的結構框圖。
[0077]
圖3為本實用新型另一實施例中低能耗尾氣脫硝處理系統的結構框圖。
[0078]
圖4為本實用新型又一實施例中低能耗尾氣脫硝處理系統的結構框圖。
[0079]
圖5為本實用新型實施例2涉及的工藝流程示意圖
[0080]
圖6為本實用新型實施例4涉及的工藝流程示意圖。
[0081]
圖7為本實用新型實施例5涉及的脫附工藝流程示意圖。
[0082]
圖8為本實用新型實施例5涉及的脫附曲線。
[0083]
圖9為本實用新型實施例6涉及的脫附及收集工藝流程示意圖。
[0084]
圖10為本實用新型實施例7涉及的第二氧化催化劑的評價實驗裝置示意圖。
[0085]
圖11為本實用新型實施例7涉及的第二氧化催化劑在高空速條件下性能評價試驗結果圖。
[0086]
圖12為本實用新型實施例7涉及的第二氧化催化劑在低空速條件下性能評價試驗結果圖。
[0087]
圖13為本實用新型實施例8涉及的第三氧化催化劑性能評價試驗結果圖。
[0088]
圖14為本實用新型實施例9涉及的第三氧化催化劑性能評價試驗結果圖。
[0089]
圖15為本實用新型實施例10涉及的第三氧化催化劑性能評價試驗結果圖。
[0090]
圖16為本實用新型實施例11涉及的第三氧化催化劑性能評價試驗結果圖。
具體實施方式
[0091]
以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0092]
須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0093]
下面將結合實施例對本實用新型的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用於說明本實用新型，而不應視為限制本實用新型的範圍。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
[0094]
在整個說明書中對「一示例」、「一個實施例」或「一實施例」的提及表示結合實施例
所描述的特定特點、結構或特徵包括於至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個位置「一示例」、「在一個實施例中」或「在一實施例」中的出現無需全都指相同實施例。另外，特定特點、結構或特徵可在一個或多個實施例中以任何方式組合。
[0095]
現有的scr脫硝工藝所需的溫度很高，在發動機剛啟動的冷工況條件下，排氣溫度達不到scr脫硝溫度要求，導致冷工況條件下尾氣未經過脫硝處理直接排放到空氣中，同時，在熱工況下，scr脫硝工藝是在尾氣高流速排放條件下向尾氣噴射尿素，尾氣中氮氧化物與尿素的反應時間只有幾秒鐘，反應時間非常短，導致需要噴射過量的尿素才能達到將尾氣中的氮氧化物處理完的要求，不僅尿素消耗量大，而且會產生大量氨逃逸，造成二次汙染。
[0096]
本實用新型提供一種低能耗尾氣脫硝方法和系統，在尾氣不斷排放時，通過nox吸留劑將尾氣中氮氧化物吸留在吸留劑中，保留時間可達10小時以上，可實現連續有效脫硝10小時以上，車輛可連續行駛10小時以上，例如10-30小時過程中尾氣排放達標；在無尾氣輸送條件下：也即停車休息無尾氣排放或者停止向nox吸留劑輸送尾氣的情況下，可在30分鐘到60分鐘內進行再生處理而實現nox吸留劑再生，延長nox吸留劑的使用壽命，降低成本。
[0097]
本實用新型中，所述nox吸留劑包括可將氮氧化物(包括低價態氮氧化物和高價態氮氧化物)吸附並保留的物質即吸附劑及可將低價態氮氧化物處理為高價態氮氧化物的物質即氧化催化劑，或同時能吸附氮氧化物和將低價態氮氧化物處理為高價態氮氧化物的物質並將處理後的高價態氮氧化物，也可以將這些物質負載與某些載體上而構成的nox吸留劑。
[0098]
需要說明的是，本實用新型的使nox吸留劑再生及再生處理均是包括對nox吸留劑或吸留劑中的吸附劑進行再生處理，當nox吸留劑包括吸附劑和氧化催化劑的情況下，再生處理是指將吸留於nox吸留劑中的吸附劑內的氮氧化物脫附出來；當nox吸留劑同時能吸附氮氧化物和將低價態氮氧化物高價態氮氧化物的物質並將處理後的高價態氮氧化物的物質即 nox吸留劑集氧化催化和吸附為一體的情況下，再生處理是指將吸留於nox吸留劑內的氮氧化物脫附出來。
[0099]
具體地，本實用新型可採用脫附處理劑將吸留於nox吸留劑或nox吸留劑中的吸附劑內的氮氧化物分解而從nox吸留劑或吸留劑中的吸附劑上脫附，得到無汙染物且使nox吸留劑或nox吸留劑中的吸附劑再生，由於無尾氣輸送條件下進行再生處理，能讓脫附處理劑與nox吸留劑或吸留劑中的吸附劑中吸留的氮氧化物的反應時間長，使得脫附處理劑的使用量無需過量且反應充分，使得相比現有技術，大大減少了使用的脫附處理劑量，且當使用例如尿素為脫附處理劑時，能最大化減少例如nh3逃逸造成的二次汙染。
[0100]
具體地，本實用新型可採用加熱方法將吸留於nox吸留劑或吸留劑中的吸附劑內的氮氧化物脫附出來，實現再生處理，加熱方法包括但不限於常壓加熱或真空加熱，常壓加熱指在常壓狀態下對吸附no2後的nox吸留劑或吸留劑中的吸附劑進行加熱，以吸留劑包括炭基吸附材料為例進行說明，在常壓狀態下對吸附no2後的炭基吸附材料進行加熱，使得no
x
從炭基吸附材料上脫附出來。所述真空加熱指在抽真空條件下，同時對吸附no2後的炭基吸附材料進行加熱，使得no
x
從炭基吸附材料上脫附出來。
[0101]
本實用新型中，常壓加熱的溫度範圍為60-170℃、65℃～78.5℃、80℃～118℃、120℃～165℃中的任意一種。
[0102]
同時，本實用新型在低溫條件可實現脫硝，所以在發動機冷啟動過程中，也可以對尾氣中的氮氧化物進行脫硝淨化，解決現有脫硝系統在冷啟動階段不能脫硝的缺點。
[0103]
本實用新型一實施例提供一種低能耗尾氣脫硝方法，至少包括：第一路線，所述第一路線至少包括如下處理步驟之一：
[0104]
採用nox吸留劑對尾氣中的氮氧化物進行吸留處理；
[0105]
在無尾氣輸送條件下，對所述nox吸留劑進行再生處理，將吸留於所述nox吸留劑內的氮氧化物處理後從所述nox吸留劑脫附，得到脫硝後的淨化氣體且使所述nox吸留劑再生。
[0106]
本實用新型一實施例中，所述吸留處理包括將尾氣中的至少部分低價態氮氧化物處理成高價態氮氧化物。本實用新型中低價態氮氧化物包括但不限於一氧化氮(no)，高價態氮氧化物包括但不限於二氧化氮(no2)、三氧化二氮(n2o3)、五氧化二氮(n2o5)等。
[0107]
上述實施例中，所述無尾氣輸送時的情況包括：在發動機停車時即尾氣停止排放時；發動機行駛過程中，將排放的尾氣停止輸送至脫硝單元內。
[0108]
本實用新型一實施例中，所述吸留處理和/或再生處理能在低溫條件下進行，所述低溫條件為溫度在300℃以下、230-320℃、在200℃以下、100℃以下和20-80℃中的任意一種。本實用新型可實現在低溫條件下進行吸留處理：將尾氣中氮氧化物吸留，和/或在低溫條件下進行再生處理：將吸留在吸留劑內的氮氧化物進行脫除得到無汙染物的淨化後產物，同時實現吸留劑或吸留劑中的吸附劑再生，可同時適用於發動機冷工況和熱工況下高效脫硝處理。
[0109]
本實用新型中典型但非限制性的低溫條件為20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、 90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、 215℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、345℃或350℃。
[0110]
本實用新型一實施例中，低能耗尾氣脫硝方法還包括：第二路線，第二路線的處理步驟與第一路線的處理步驟完全相同，其中，第一線路與第二路線同時進行吸留處理，也即在汽車行駛中，第一線路和第二線路同時對尾氣進行吸留處理，而可以讓第一線路和第二線路中的任意一個，在無尾氣輸送條件下，進行再生處理，或者讓第一線路和第二線路同時在無尾氣輸送條件下，同時進行再生處理；或，第一線路和第二線路中的任意一個進行再生處理時，另一個進行吸留處理：也即讓第一線路和第二線路中，一個線路在尾氣輸送中進行吸留處理，直至飽和或超過預定時間時，在無尾氣輸送條件下，該線路進行再生處理，同時，讓另一個線路在尾氣輸送中進行吸留處理，直至飽和或超過預定時間時，在無尾氣輸送條件下，該另一個線路進行再生處理，這樣是一個循環，如此循環往復，從而使得兩個線路可以交替對汽車尾氣進行吸留處理，使得汽車不需要在停止狀態進行再生處理，可以持續行駛更長時間。
[0111]
本實用新型一實施例中，採用nox吸留劑對尾氣中的氮氧化物進行吸留處理，所述吸留處理包括吸附並保留尾氣中原本存在的氮氧化物包括低價態氮氧化物和高價態氮氧化物，還包括吸附並保留將尾氣中的至少部分低價態氮氧化物處理成的高價態氮氧化物。本實用新型中提供的nox吸留劑可將尾氣中氮氧化物吸留並能長時間停留在其內，停留時間長達10個小時以上例如10-30小時，確保在車輛連續行駛過程中氮氧化物排放量達標。
[0112]
本實用新型一些實施例中，在無尾氣輸送條件下，採用脫附處理劑對nox吸留劑進
行再生處理，脫附處理劑處理氮氧化物的時間長，反應充分，將氮氧化物處理為淨化氣體，例如當脫除處理劑為尿素時，尿素將nox吸留劑吸留的氮氧化物還原為氮氣，氮氣為淨化氣體，排入空氣無汙染，脫附處理劑的使用量不需過量，降低使用量，且無過剩，不會造成二次汙染。例如，可選用尿素作為nox吸留劑，尿素與nox吸留劑中的氮氧化物反應生成氮氣，從nox吸留劑上脫附，實現淨化和吸留劑再生。一種情況下，包括第一線路，當車輛連續行駛後，停車休息過程中，無尾氣排放，開啟本實用新型的再生處理：將尿素噴射到nox吸留劑，由於無尾氣排放，尿素與nox吸留劑內的氮氧化物可以有足夠長的反應時間，反應充分，不需要噴入過量的尿素，相比於現有scr工藝，節約90％以上的尿素量，降低脫硝成本。另一種情況下，包括第一線路和第二線路，兩個線路循環切換工作，第一線路和第二線路中的任意一個進行再生處理時，另一個進行吸留處理，詳細地，啟動第一線路即向第一線路內輸送尾氣，關閉第二線路停止向第二線路內輸送尾氣，當第一線路中吸留處理的吸流量接近或達到飽和或者超過預定時間時，停止向第一線路內輸送尾氣，進行吸留劑再生，啟動第二線路，向第二線路內輸送尾氣進行吸留處理，此時第一線路內的吸留劑再生也是在尾氣不排放的情況下，向第一線路的吸留劑噴射尿素，尿素與nox吸留劑內的氮氧化物可以充分反應，同樣節省90％以上的尿素量。
[0113]
本實用新型一實施例中，如圖1所示，提供低能耗尾氣脫硝方法，用於處理汽車的發動機尾氣，至少包括：第一路線，該第一路線至少包括如下處理步驟之一：
[0114]
s1：在汽車行駛過程中，採用nox吸留劑對尾氣中的氮氧化物進行吸留處理：將尾氣與 nox吸留劑混合反應，對尾氣中氮氧化物進行吸留處理；
[0115]
s2：在汽車停止行駛時即在無尾氣輸送時，對nox吸留劑進行再生處理，具體包括：採用脫附處理劑將吸留於nox吸留劑內的氮氧化物處理後從nox吸留劑脫附，得到脫硝後的淨化氣體且使nox吸留劑再生。
[0116]
本實用新型一實施例中，低能耗尾氣脫硝方法還可以包括：在吸留處理前，對尾氣進行 scr脫硝處理。本實用新型中scr脫硝處理方法和系統使用常規的即可，不作特殊要求。
[0117]
本實用新型一實施例提供一種低能耗尾氣脫硝系統，包括至少一個脫硝單元，脫硝單元包括：
[0118]
工作腔，用於讓尾氣進入進行脫硝處理得到淨化後的氣體並排出；
[0119]
配置於所述工作腔內的nox吸留劑，用於對進入工作腔的所述尾氣中的氮氧化物進行吸留處理；
[0120]
還包括脫附處理劑供給裝置或加熱裝置；
[0121]
脫附處理劑供給裝置，用於向工作腔提供脫附處理劑，進行再生處理：將吸留於nox吸留劑內的氮氧化物處理後從nox吸留劑脫附，得到脫硝後的淨化氣體且使nox吸留劑再生；
[0122]
加熱裝置，用於對工作腔或工作腔內的nox吸留劑進行加熱處理，將吸留於nox吸留劑內的氮氧化物從nox吸留劑脫附，使nox吸留劑再生。
[0123]
其中，在無尾氣輸送條件下，對nox吸留劑進行再生處理。
[0124]
本實用新型一實施例中，工作腔包括管道和/或反應器。管道可以為發動機排氣管道，將 nox吸留劑放置於發動機排氣管道內，發動機的尾氣排放至nox吸留劑處與其混合；
也可選用一反應器，反應器可設於發動機排氣管道內，或者設於排氣管道外並與排氣管道流體連通， nox吸留劑放置於反應器內，尾氣排入該反應器內與nox吸留劑混合。
[0125]
本實用新型一實施例中，當無尾氣輸送至工作腔內時，脫附處理劑供給裝置將脫附處理劑輸送至工作腔內，對nox吸留劑進行再生處理。
[0126]
本實用新型一實施例中，尾氣脫硝系統包括兩個並聯的脫硝單元，兩個並聯的工作狀態可以為如下中的任意一個：同時進行吸留處理，或，一個脫硝單元進行吸留處理時，另一個脫硝單元進行再生處理。
[0127]
本實用新型一實施例中，尾氣脫硝系統還包括scr脫硝裝置，沿尾氣流動方向，scr脫硝裝置設於脫硝單元之前。
[0128]
本實用新型一實施例中，尾氣脫硝系統還包括降溫裝置，沿尾氣流動方向，降溫設於脫硝單元之前。
[0129]
具體的，本實用新型一實施例中，參見圖2，尾氣脫硝系統包括一個脫硝單元，脫硝單元包括工作腔100，用於讓尾氣進入進行脫硝處理得到淨化後的氣體並排出；及，配置於工作腔內的nox吸留劑200，工作腔100用於讓尾氣進入且與nox吸留劑200進行混合，將尾氣中氮氧化物吸留於nox吸留劑200上。本實施例中所述脫硝單元還包括脫附處理劑供給裝置300，用於在無尾氣輸送條件下，向工作腔100內提供脫附處理劑以進行再生處理；工作腔100分別包括尾氣入口101、淨化氣出口102、脫附處理劑入口103，脫附處理劑供給裝置 300包括供給出口301，脫附處理劑供給裝置300的供給出口301通過管道與工作腔100的脫附處理劑入口103連通。車輛行駛過程中，尾氣通過工作腔100的尾氣入口101進入工作腔 100，在工作腔100內尾氣與nox吸留劑混合發生吸留，將尾氣中的一部分氮氧化物直接進行吸附保持在吸留劑，還可將尾氣中至少部分低價態氮氧化物氧化為高價態氮氧化物，該氧化得到的高價態氮氧化物也保持在nox吸留劑中。尾氣中氮氧化物在nox吸留劑中保持時間長，確保車輛行駛中可持續脫硝10-30小時。當停車休息時，大約20-60分鐘內，在無尾氣排出的情況下，脫附處理劑供給裝置300通過供給出口301向工作腔100內噴入脫附處理劑，將吸留在nox吸留劑內的氮氧化物還原成氮氣從淨化氣出口102排出，並實現nox吸留劑快速再生。圖2中箭頭表示尾氣流動方向。
[0130]
本實用新型上述實施例提供的尾氣脫硝處理系統，可應用於在柴油車中用於脫硝，將本實用新型的尾氣脫硝處理系統安裝在柴油車上，使車輛排放達到國六b的氮氧化物排放要求。在車輛行駛時有效脫硝，車輛停車休息時，使吸留劑再生，循環使用。
[0131]
具體的，本實用新型一實施例中，尾氣脫硝系統包括兩個並聯的脫硝單元，其中，一個脫硝單元包括工作腔100，配置於所述工作腔內的nox吸留劑200，及脫附處理劑供給裝置 300，該脫硝單元對應脫硝方法中的第一路線；另一個脫硝單元包括工作腔100』，配置於工作腔內的nox吸留劑200』，及脫附處理劑供給裝置300』，該脫硝單元對應脫硝方法中的第二路線。兩個脫硝單元內的nox吸留劑可以相同也可以不相同。本實施例中，參見圖3，兩個脫硝單元的工作狀態可以為如下中的一個：同時進行吸留處理，或，一個脫硝單元進行吸留處理時，另一個脫硝單元進行所述再生處理。同時進行吸留處理，即所述第一線路與所述第二路線同時進行吸留處理，例如，在車輛行駛過程中，同時向兩個脫硝單元引入尾氣(通過尾氣入口101將尾氣引入工作腔100內，通過尾氣入口101』將尾氣引入工作腔100』內)，同時進行吸留處理。
[0132]
一個脫硝單元進行吸留處理時，另一個脫硝單元進行再生處理：本實施例中，參見圖4，兩個脫硝單元中一個脫硝單元用於進行吸留處理，另一個脫硝單元用於進行再生處理，即第一線路進行吸留處理時達到飽和或超過預定時間時，在無尾氣輸送條件下，第一路進行再生處理，而第二線路進行吸附處理，例如，在車輛行駛過程中，關閉工作腔100』的尾氣入口不要讓尾氣引入工作腔101』；通過尾氣入口101引入尾氣進工作腔100內進行吸留處理，吸留處理一定時間後，關閉尾氣入口101，在無尾氣輸送條件下，在工作腔100內進行再生處理；同時，打開尾氣入口101』將尾氣引入工作腔100』內進行吸留處理，吸留處理一定時間後，關閉尾氣入口101』，在無尾氣輸送條件下，在工作腔100』內進行再生處理，打開尾氣入口101 引入尾氣進工作腔100內進行吸留處理，如此循環切換。
[0133]
本實用新型上述實施例提供的尾氣脫硝處理系統包括兩個並聯的脫硝單元，可應用於在柴油車中用於脫硝，兩路並聯，通過閥門控制尾氣通路，一個脫硝單元進行吸留處理時，另一個脫硝單元進行再生處理，由於再生處理快速(30分鐘到60分鐘)，這樣交替使用，能持續行駛，節約時間、節約成本，提高尾氣淨化效率。
[0134]
下面以nox吸留劑包括第一氧化催化劑和炭基吸附材料，常壓加熱方法進行再生處理為例進行說明，更具體的，第一氧化催化劑將尾氣中的no處理成高價態氮氧化物no2等，炭基吸附材料對no2等高價態氮氧化物進行吸附淨化處理；採用常壓加熱方法對吸附no2等後的炭基吸附材料進行脫附處理，使炭基吸附材料再生，並收集脫附出來的no
x
。
[0135]
實施例1第一氧化催化劑的製備及性能測試
[0136]
1.催化劑合成部分
[0137]
稱取coso4·
7h2o 7.03g，niso4·
6h2o 6.55g，量取h2o 50ml，攪拌溶解，並將溶液置於30℃的油浴中，完全溶解後，溶液呈深紅色。(共兩組，平行試驗)
[0138]
稱取na2co
3 6.35g，量取h2o 50ml，攪拌溶解。(共兩組，平行試驗)
[0139]
將na2co3溶液滴加入co-ni溶液中，保持30℃條件下攪拌反應。在滴加過程中，攪拌速度由350r/min升高至450r/min，攪拌過程中，生成紫色沉澱，滴加結束，溶液攪拌反應2 h。
[0140]
將上述兩組合成樣品合併在800ml燒杯中，加入h2o 300ml稀釋溶液。共消耗約1500 mlh2o洗滌沉澱。抽濾完成後，沉澱在60℃真空烘箱內隔夜烘乾。完全烘乾後，將固體研磨成粉末，並通過分樣篩(200目)控制顆粒粒徑。
[0141]
稱取7.13g固體粉末，量取h2o 30ml，固體攪拌分散，並置於60℃油浴中保溫，攪拌速度為350r/min。(共兩組，平行試驗)
[0142]
稱取na2s2o
8 21.43g，量取h2o 60ml溶解；稱取na2co
3 9.54g，量取h2o 60ml溶解。將na2s2o8溶液和na2co3溶液快速混合後，滴加入固體混合液中，滴加速度控制在1-2d/s。溶液滴入混合液中，固體粉末快速由紫色變為黑色。溶液滴加結束，攪拌反應72h以上，保持油浴溫度60℃，攪拌速度為350r/min。
[0143]
停止反應，抽濾得到固體沉澱。沉澱抽濾，用溫水衝洗沉澱(室溫水和開水以2：1的體積比混合)，沉澱為黑色，濾液為無色。抽濾結束，沉澱轉移至60℃普通烘箱內乾燥4h後製備得到第一氧化催化劑(代碼：co-ni-na2co3)。
[0144]
實施例2單獨第一氧化催化劑進行氧化脫硝性能試驗
[0145]
實施例1製備得到的第一氧化催化劑(代碼：co-ni-na2co3)樣品經8mpa壓片研磨過
篩，取20目下50目上的顆粒樣品7.5g進行脫硝試驗。
[0146]
如圖5所示，以8.5l柴油機1為尾氣發生源，通過三通閥6開度調節，將尾氣壓入支路管道中的催化劑反應器7中(整個反應系統處於正壓狀態)，尾氣由催化劑反應器上埠進氣，下埠出氣，確保催化劑床層利用率，試驗過程中可以在尾氣進入催化劑反應器之前利用靜電除塵器5進行常規的除塵，靜電除塵器(2.07kv,0.08ma)。圖5中，1為8.5l柴油機，2 為單向球閥，3為壓力表，4為熱電偶，5為靜電除塵器，6為三通閥，6』為三通閥，7為催化劑反應器，8為催化劑反應器中的催化劑，9為流量計，10為採樣器。
[0147]
尾氣中成份檢測：no檢測使用紫外差分尾氣分析儀，co/co2使用不分光紅外尾氣分析儀，使用no2電化學儀表繼續檢測no2濃度：
[0148]
原排尾氣濃度：no 115-135ppm；no2 4-40 ppm(電化學儀表)；co 70-140ppm；co
2 1.40％ vol-1.60％vol；床層溫度為27-28℃；通入尾氣流量為200l/h，催化劑空速為26,666ml/(h*g)，床層高度為2.0cm，試驗持續6小時，其中：
[0149]
a.不同反應時間下no效率分別為100％(1小時)，99.9％(2小時)，100％(3小時)，99.9％(4 小時)，99.8％(5小時)，99.9％(5.5小時)，88.8％(6小時)，5.5小時後催化劑對no的氧化活性開始衰減。
[0150]
實施例3炭基吸附材料的製備
[0151]
對8-16目、1200碘值的椰殼木質活性炭顆粒進行酸洗處理，根據椰殼木質活性炭：36％-38％gr鹽酸：去離子水＝10:1:50的質量比，取100g活性炭放入1l燒瓶中，同時加入10g鹽酸和500g去離子水，接入冷凝管，在130℃的油浴條件下加熱回流1小時。酸洗結束後冷卻至室溫，加入一定量的去離子水對酸洗後的活性炭反覆進行洗滌抽濾，直至濾液 ph值為7，在100℃條件下乾燥24小時備用，得到炭基吸附材料b，標記為aca0721。
[0152]
實施例4第一氧化催化劑+炭基吸附材料組合脫處理
[0153]
在真實柴油機尾氣條件下，考察實施例1中第一氧化催化劑cn-oh-n0718-150(標記為催化劑a，20-50目顆粒劑顆粒7.53g)+實施例3酸洗後得到的炭基吸附材料b(標記為 aca0721，8-16目顆粒10.04g)組合條件下的尾氣脫硝淨化性能。
[0154]
如圖6所示，以8.5l柴油機1為尾氣發生源，通過三通閥4開度調節，將尾氣壓入支路管道中的催化劑反應器7和催化劑反應器8中(整個反應系統處於正壓狀態)，尾氣由催化劑反應器7和8上埠進氣，下埠出確保催化劑床層利用率，試驗過程中可以在尾氣進入催化劑床層前進行除塵，使用靜電除塵器(2.07kv,0.08ma)；其中催化劑a(cn-oh-n0718)和炭基吸附材料b(aca0721)分別裝填在兩個不同的催化劑反應器7和催化劑反應器8中，催化劑反應器7和催化劑反應器8為石英管反應器中，其中催化劑a床層高度為1.5cm，炭基吸附材料b床層高度為3.5cm，尾氣先進入催化劑a床層後，再通過管道進入炭基吸附材料床層。圖6中，1為8.5l柴油機，2為單向球閥，3為壓力表，4為三通閥，5為靜電除塵器， 6為熱電偶，7為催化劑反應器，8為催化劑反應器，9為流量計，10為採樣器。
[0155]
no檢測使用紫外差分尾氣分析儀，co/co2使用不分光紅外尾氣分析儀，使用no2電化學儀表繼續檢測no2濃度；原排尾氣濃度：no 110-120ppm；no
2 9-40ppm(電化學儀表)； co 70-90ppm；co
2 1.35％vol-1.45％vol；床層溫度為25-30℃；
[0156]
整個試驗通入尾氣流量為200l/h，試驗持續時間為9個小時，其中：
[0157]
1.考察催化劑a(cn-oh-n0718)單獨對尾氣中no和no2的淨化效率：
[0158]
a.0-5.5小時內催化劑a對no淨化效率為100％，5.5小時後對no的氧化活性開始衰減；
[0159]
b.以no2電化學儀表評估no2變化情況：100％(1小時)，26.9％(3小時)，4小時後催化劑a出口no2開始高於原排中no2濃度，失去對no2的吸附能力。
[0160]
2.考察催化劑a(cn-oh-n0718)+炭基吸附材料(aca0721)組合條件下對尾氣中no和 no2的淨化效率：
[0161]
a.0-5.5小時內對no淨化效率為100％，之後不同反應時間下no效率分別為80％(6小時)，72.9％(7小時)，63.9％(8小時)，57.2％(9小時)，即對no的淨化作用主要決定於催化劑 a；
[0162]
b.0-9小時內炭基吸附材料(aca0721)出口的no2濃度一直為0ppm，即持續有100％的 no2淨化效率，即原排中的no2以及由催化劑a將no轉化成的no2，全部被炭基吸附材料淨化吸收，即對no2的淨化作用主要取決於炭基吸附材料。
[0163]
c.反應結束後炭基吸附材料增重為2.50g，標記為aca0721-0805，即證明其對no2具備較高的吸附容量。
[0164]
由實施例2和實施例4可知，實施例3製備得到的炭基吸附材料b對尾氣中no2具有較高的吸附淨化作用，可減少尾氣中no2的排放量，實現對尾氣的淨化。
[0165]
實施例5炭基吸附材料的脫附再生
[0166]
對實施例4中吸收no2有9個小時的炭基吸附材料進行脫附。
[0167]
實施例4吸收no2有9個小時的炭基吸附材料，標記為aca0721-0805(12.54g)。
[0168]
如圖7所示，取吸收有no2的12.29g炭基吸附材料5(aca0721-0805)裝填入石英管反應器7中，以200l/h的高純氮氣(99.99％)吹掃條件下在加熱管式爐6中加熱脫附再生炭基吸附材料，脫附再生過程中加熱管式爐6的爐溫分別增加並保持在60℃、100℃、150℃、200℃、 250℃、300℃左右。圖7中，1為壓力表，2為流量計，3為高純氮氣罐，由高純氮氣罐提供高純氮氣，4為熱電偶，5為吸附no2後的炭基材料，6為管式爐，7為石英管反應器。
[0169]
在氮氣吹掃條件下脫附的氣體組分分別由以下儀表進行檢測和分析：no檢測使用紫外差分尾氣分析儀，使用no2電化學儀表繼續檢測no2濃度，圖8為aca0721-0805炭基吸附材料的熱脫附曲線，由圖8可知，其中：
[0170]
a.管式爐溫度為60℃時，炭基吸附材料床層溫度在25-37℃，未見有no或no2檢出；
[0171]
b.管式爐溫度增加至100℃時，炭基吸附材料床層溫度在65℃～78.5℃時，有明顯的no 脫附，脫附時長為40min，脫附過程中no濃度先逐漸增加至最大值，後衰減至0ppm，no 最高達到78.3ppm，但no2未見有檢出；
[0172]
c.管式爐溫度增加至150℃時，炭基吸附材料床層溫度在80℃～118℃時，有明顯的no 脫附，脫附時長為30min，脫附過程中no濃度先逐漸增加至最大值，後衰減至0ppm，no 最高達到161.3ppm；no2依舊未見有檢出；
[0173]
d.管式爐溫度增加至200℃時，炭基吸附材料床層溫度在120℃～165℃時，有明顯的no 脫附，脫附時長為20min，脫附過程中no濃度先逐漸增加至最大值，後衰減至0ppm，no 最高達到67.9ppm；no2同樣未見有檢出；
[0174]
e.當管式爐溫度增加至在250℃或300℃時，炭基吸附材料床層溫度繼續上升至200℃以上，整個過程未再有no或no2檢出，即已經完成nox的脫附再生過程。
[0175]
f.脫附完成後炭基吸附材料記為aca0721-0805-0810，重量為9.85g；與脫附前材料 aca0721-0805相比，質量減少了2.44g；與吸附no2前的材料aca0721相比，質量減少了 0.19g，僅損失了原吸附材料的1.89％，損失率不大。
[0176]
g.整個脫附過程中僅有no檢出，均未檢測到no2，即說明在氮氣環境下活性炭吸附材料將吸附的no2重新還原成了no。最終脫附出來的no氣體被收集起來，進行後續的回收利用。
[0177]
實施例6高真空加熱條件下炭基吸附材料的快速再生及脫附產物的收集工藝
[0178]
高真空加熱條件下炭基吸附材料的快速再生及脫附產物的收集工藝如圖9所示，圖9中， 1為吸附no2吸附飽和的炭基吸附材料，2為真空加熱爐，3為真空泵，4為壓縮機，5為高壓氣體鋼瓶，6為熱電偶，7為真空度儀表，8為放空閥，9為加熱層介質，10為壓力表。
[0179]
如圖9所示，將吸附no2吸附飽和的炭基吸附材料1置於真空加熱爐2中並進行密封，使用將真空加熱爐2達到一定的真空度並開啟加熱，可以在較低的溫度下實現nox(包括 no和/或no2)從炭基吸附材料中脫附出來且不損壞炭基吸附材料的結構，脫附出來的nox 氣體經高功率壓縮機4壓入到高壓氣體鋼瓶5中，以達到脫附產物集中收集的目的，再對收集的氣體進行回收利用。本實施例中，在高真空加熱條件下實現炭基吸附材料的快速再生及脫附產物的收集，真空加熱可以降低脫附溫度，起到保護炭基材料的作用。
[0180]
下面實施例以nox吸留劑包括第二氧化催化劑和吸附材料，吸附材料為炭基吸附材料，常壓加熱方法進行再生處理為例進行說明。
[0181]
實施例7―第二氧化催化劑(co4alo催化劑)製備及性能評價
[0182]
合成製備部分：
[0183]
分別稱取60g的co(no3)2
·
6h2o和19.33g的al(no3)3
·
9h2o混合後，加入200g去離子水溶解，記錄為溶液a；稱取18.03g na2co3和22.68g naoh混合後，加入240g去離子水溶解，記錄為溶液b；
[0184]
在室溫(25℃)條件下將溶液a和溶液b同時滴入至200ml去離子水中，滴加速率為1d/s，滴加初始機械攪拌速率在100-150r/min，滴加過程中溶液逐漸由粉紅轉化為淺藍色，最後為淺棕色，溶液的粘度逐漸增大，滴加結束後保持體系ph值在11左右，機械轉速調整至300 r/min繼續反應1小時；
[0185]
將轉速調整至400r/min，所得懸浮漿液在65℃下老化24小時，最終產物顏色為深棕色，使用80℃去離子水將產物在砂芯漏鬥中進行洗滌過濾至ph＝7，最終濾液電導率在50us/cm 左右。
[0186]
洗滌後的濾餅在110℃條件下乾燥12小時以上，最終產物標記為co4al-ldh。
[0187]
將20-40目的co4al-ldh前驅體顆粒物30g置於管式爐中，在氮氣吹掃條件下以5℃/min 進行程序升溫至500℃並恆溫焙燒5小時，最終得到黑色粉末，標記為第二氧化催化劑 co4alo。
[0188]
第二氧化催化劑的評價流程及評價實驗裝置如下：
[0189]
1)將製備好的第二氧化催化劑進行壓片，研磨過篩獲得20-40目的固體顆粒，將催化劑顆粒裝填在有溫度傳感器的石英管固定床反應器中，將石英管反應器置於管式爐中加熱到指定溫度並進行保溫；
[0190]
2)如圖10所示，以8.6l柴油機為尾氣發生源，尾氣經過靜電場(2-3kv，0.01ma)除
塵後，將尾氣壓入已經加熱到指定溫度的石英管反應器中開始no的催化氧化實驗，整個反應系統處於正壓狀態；
[0191]
3)no/no2檢測使用紫外差分尾氣分析儀，co/co2的檢測使用不分光紅外尾氣分析儀。
[0192]
性能評價部分：
[0193]
如圖11所示，考察類水滑石二元金屬複合氧化物co4alo催化材料即第二氧化催化劑在 30,000～40,000ml/(h*g)高質量空速條件下對柴油機尾氣中no的氧化能力，約10.08g的20-40 目的催化劑顆粒物裝填在石英管反應器中，通過管式爐將石英管中催化劑床層溫度加熱到一定溫度後，通入柴油機尾氣開始試驗，原排尾氣濃度：no 110-130ppm；no2 10-15 ppm；co 70-90ppm；co2 1.30％vol-1.50％vol；
[0194]
整個耐久試驗持續約6.5小時：
[0195]
0-3小時內，通入的尾氣流量為400l/h，催化劑的質量空速為40,000ml/(h*g)：
[0196]
a.0-2小時內，催化劑床層溫度在250-290℃範圍內，催化劑出口的no濃度在0-20ppm 波動(基本穩定在10ppm左右上下浮動)，轉化的no2濃度最高為102ppm，即no的轉化效率在83％～100％範圍內，no的平均轉化效率為91.7％左右；
[0197]
b.2-3小時內，催化劑床層溫度在300-310℃範圍內，no的轉化效率在75％-78.9％範圍， no2濃度最高達到90ppm；
[0198]
3-6.5小時內，通入尾氣流量為300-350l/h，催化劑的質量空速為30,000～35,000ml/(h*g) 範圍內：
[0199]
c.3-5小時內，催化劑床層溫度在250-290℃時，催化劑出口no濃度持續為0ppm，即 no有100％的轉化效率，同時no2最高濃度達到110ppm；
[0200]
d.5-5.5小時，催化劑床層溫度在220-240時範圍，催化劑對no的轉化效率下降至在 65％-82％範圍內，no2濃度最高為110ppm左右。
[0201]
e.5.5-6.5小時，當催化劑床層溫度重新回到250℃-270℃範圍，催化劑出口no濃度恢復到0ppm，有100％的no轉化效率。
[0202]
如圖12所示，繼續考察類水滑石二元金屬複合氧化物co4alo催化材料即第二氧化催化劑在質量空速24,000ml/(h*g)條件下對柴油機尾氣中no的氧化能力，約10g的20-40目催化劑顆粒裝填在石英管反應器中，通過管式爐將石英管中催化劑床層溫度加熱到一定溫度後，通入柴油機尾氣開始試驗；
[0203]
整個耐久試驗持續約7小時，通入尾氣流量為240l/h，催化劑的質量空速為24,000 ml/(h*g)，原排尾氣濃度：no 120-140ppm；no2 10-15ppm；co 60-80ppm；co2 1.30％ vol-1.40％vol；
[0204]
a.0-0.5小時內，催化劑床層溫度在290-330℃範圍內，no最高在25.4ppm，即no轉化效率在81.3％以上，轉化後的no2濃度最高為70ppm，此溫度範圍催化劑活性不是最高；
[0205]
b.0.5-6小時內，催化劑床層溫度在225-290℃範圍內，no持續有100％的轉化效率，轉化後的no2濃度最高為125ppm；
[0206]
c.6-7小時內，催化劑床層溫度在220-225℃範圍內，no濃度基本保持在25ppm左右， no轉化效率在79.7％，說明這一溫度範圍，該催化劑的對no的氧化活性開始降低，生成的 no2容易在催化劑表面進行沉積；
[0207]
d.整個耐久試驗過程中，床層溫度在220-330℃範圍內，co也持續有90％左右的淨化效果，說明該催化劑對co也有較優的氧化活性。
[0208]
實施例7可知，第二氧化催化劑可有效將尾氣中no處理為no2。與實施例7結合，採用實施例3製備的炭基吸附材料對實施例7處理後的no2等氣體進行吸附，具體過程和性能評價方法可參照實施例4，吸附no2等氣體的炭基吸附材料課採用實施例5的加熱方法進行脫附處理，然後收集、回收利用。
[0209]
下面實施例以nox吸留劑包括第二氧化催化劑和吸附材料，吸附材料為炭基吸附材料，常壓加熱方法進行再生處理為例進行說明。
[0210]
實施例8―第三氧化催化劑co4al
0.5
fe
0.5
o催化劑製備及性能評價
[0211]
合成製備部分：
[0212]
分別稱取60g的co(no3)2
·
6h2o、10.41g的fe(no3)3
·
9h2o和9.67g的al(no3)3
·
9h2o 混合後，加入200g去離子水溶解，記錄為溶液a；稱取18.03g na2co3和22.68g naoh混合後，加入239g去離子水溶解，記錄為溶液b；
[0213]
在室溫(25℃)條件下將溶液a和溶液b同時滴入至200ml去離子水中，滴加速率為1d/s，滴加初始機械攪拌速率在100-150r/min，滴加過程中溶液逐漸由綠色、黃褐色、深棕色轉變，且溶液的粘度增加非常明顯，轉速調整至350r/min，滴加結束後保持體系ph值在11左右，機械轉速調整至400r/min繼續反應1小時；
[0214]
將轉速調整至450-500r/min，所得懸浮漿液在65℃下老化48小時，老化過程中粘度有下降現象，轉速下降至400r/min，最終產物顏色為深棕色，使用80℃去離子水將產物在砂芯漏鬥中進行洗滌過濾至ph＝7，最終濾液電導率在20.8us/cm左右。
[0215]
洗滌後的濾餅在110℃條件下乾燥12小時以上，最終產物標記為co4al
0.5
fe
0.5-ldh。
[0216]
將20-40目的co4al
0.5
fe
0.5-ldh前驅體顆粒物30g置於管式爐中，在氮氣吹掃條件下以 5℃/min進行程序升溫至500℃並恆溫焙燒5小時，最終得到黑色粉末，標記為第三氧化催化劑co4al
0.5
fe
0.5
o。
[0217]
性能評價部分：(評價流程及評價實驗裝置參考實施例7)
[0218]
考察co4al
0.5
fe
0.5-ldh類水滑石的第三氧化催化劑co4al
0.5
fe
0.5
o對尾氣中no的氧化能力，將10.01g的20-40目顆粒物催化材料裝填在石英管反應器中，通過管式爐將石英管中催化劑床層溫度加熱到一定溫度後，通入柴油機尾氣開始試驗；
[0219]
柴油機原排尾氣濃度：no 105-120ppm；no2 10-15 ppm；co 80-120ppm；co2 1.35％ vol-1.70％vol；如圖13所示，整個耐久試驗持續約7.5小時，通入尾氣流量為240l/h，催化劑的質量空速為23,976ml/(h*g)：
[0220]
a.0-1.5小時，催化劑床層溫度在370-470℃內，催化劑出口no濃度不穩定，在20-75ppm 範圍內波動，即no轉化效率在35.9％-82.9％範圍內，no2濃度最高達63ppm；
[0221]
b.1.5-2.5小時範圍，催化劑床層溫度在350-370℃內，催化劑出口濃度在0-24ppm範圍內，no轉化效率在79.5％-100％範圍，no2濃度最高為85ppm；
[0222]
c.2.5-7小時內，催化劑床層溫度在230-345℃內，催化劑可以將no全部100％轉化，持續時間為4.5小時，no2濃度最高110ppm；
[0223]
d.7-7.5小時內，催化劑床層溫度低於230℃時，催化劑出口開始有no檢出，氧化活
性減弱；
[0224]
e.整體來說，co4al
0.5
fe
0.5
o催化劑在反應溫度窗口230-345℃範圍內對no有100％的氧化效率，與co4alo催化材料數據對比(225℃-290℃)，高點上限溫度提高了55℃，但低點下限溫度沒有明顯進一步下降改善。
[0225]
f.整個試驗過程中該催化劑對co的淨化效率穩定在83.3％以上。
[0226]
實施例9―第三氧化催化劑co4al
0.5
cr
0.5
o催化劑製備及性能評價
[0227]
合成製備部分：
[0228]
分別稱取60g的co(no3)2
·
6h2o、10.31g的cr(no3)3
·
9h2o和9.67g的al(no3)3
·
9h2o 混合後，加入200g去離子水溶解，記錄為溶液a；稱取18.03g na2co3和22.68g naoh混合後，加入241g去離子水溶解，記錄為溶液b；
[0229]
在室溫(25℃)條件下將溶液a和溶液b同時滴入至200ml去離子水中，滴加速率為1d/s，滴加初始機械攪拌速率在100-150r/min，滴加過程中溶液逐漸由淡藍色沉澱逐漸轉為深藍色，溶液的粘度增加不明顯，滴加結束後保持體系ph值在11-12左右，轉速調整至在300r/min 繼續反應1小時；
[0230]
之後所得懸浮漿液在65℃下老化7天，老化過程中產物顏色轉換為淺灰色、最後淺棕色，使用80℃去離子水將產物在砂芯漏鬥中進行洗滌過濾至ph＝7，最終濾液電導率在80us/cm 左右。
[0231]
洗滌後的濾餅在120℃條件下乾燥12小時以上，最終產物標記為co4al
0.5
cr
0.5-ldh。
[0232]
將20-40目的co4al
0.5
cr
0.5-ldh前驅體顆粒物30g置於管式爐中，在氮氣吹掃條件下以 5℃/min進行程序升溫至500℃並恆溫焙燒5小時，最終得到黑色粉末，標記為co4al
0.5
cr
0.5
o。
[0233]
性能評價部分：(評價流程及評價實驗裝置參考實施例7)
[0234]
考察co4al
0.5
cr
0.5-ldh類水滑石的第三氧化催化劑co4al
0.5
cr
0.5
o對尾氣中no的氧化能力，將10.01g的20-40目顆粒物催化材料裝填在石英管反應器中，通過管式爐將石英管中催化劑床層溫度加熱到一定溫度後，通入柴油機尾氣開始試驗；
[0235]
原排尾氣濃度：no 115-125ppm；no
2 6-15 ppm；co 50-58ppm；co2 1.30％vol-1.35％ vol；整個耐久試驗持續約10小時，通入尾氣流量為240l/h，催化劑的質量空速為23,976 ml/(h*g)，如圖14所示：
[0236]
0-2小時，床層溫度在335-415℃範圍，催化劑出口no濃度在20-43ppm範圍內波動， no氧化效率為64％-83.3％，no2檢出濃度最高110ppm；
[0237]
a.2-4小時內，床層溫度在326-335℃範圍內，催化劑對no的氧化效率為92.2％-100％， no2濃度最高為130ppm；
[0238]
b.4-9.5小時內，床層溫度在215-325℃範圍內，催化劑對no的氧化效率穩定在100％，no2濃度最高達到140ppm；
[0239]
c.9.5-10小時內，床層溫度在214℃以下，催化劑對no的氧化活性開始下降，10小時時no轉化效率為71.4％；
[0240]
d.與co4alo催化材料數據對比(225℃-290℃)，co4al
0.5
cr
0.5
o材料對no完全100％轉化的窗口溫度最高點和最低點均有一定程度的拓寬。
[0241]
e.整個試驗過程中該催化劑對co的淨化效率穩定在91.4％以上。
[0242]
實施例10―第三氧化催化劑co2ni2alo催化劑製備及性能評價
[0243]
合成製備部分：
[0244]
分別稱取30.01g的co(no3)2
·
6h2o、29.98g的ni(no3)2
·
6h2o和19.34g的 al(no3)3
·
9h2o混合後，加入200g去離子水溶解，記錄為溶液a；稱取18.03g na2co3和 22.69g naoh混合後，加入238g去離子水溶解，記錄為溶液b；
[0245]
在室溫(25℃)條件下將溶液a和溶液b同時滴入至200ml去離子水中，滴加速率為1d/s，滴加初始機械攪拌速率在100-150r/min，滴加過程中溶液伴有藍色沉澱形成，溶液的粘度增加不明顯，滴加結束後保持體系ph值在11-12左右，機械轉速調整至200r/min繼續反應1 小時；
[0246]
將轉速調整至250r/min，所得懸浮漿液在65℃下老化72小時，老化過程中顏色由淺藍色、白色、淺黃色、黃綠色，老化48小時後粘度又有明顯增加，轉速調整至400r/min繼續老化；老化結束後使用80℃去離子水將產物在砂芯漏鬥中進行洗滌過濾至ph＝7，最終濾液電導率在61.2us/cm左右。
[0247]
洗滌後的濾餅在110℃條件下乾燥12小時以上，最終產物標記為第三氧化催化劑 co2ni2al-ldh。
[0248]
將20-40目的co2ni2al-ldh前驅體顆粒物30g置於管式爐中，在氮氣吹掃條件下以 5℃/min進行程序升溫至500℃並恆溫焙燒5小時，最終得到黑色粉末，標記為co2ni2alo。
[0249]
性能評價部分：(評價流程及評價實驗裝置參考實施例7)
[0250]
考察co2ni2al-ldh類水滑石的第三氧化催化劑co2ni2alo對尾氣中no的氧化能力，將10.01g的20-40目顆粒物催化材料裝填在石英管反應器中，通過管式爐將石英管中催化劑床層溫度加熱到一定溫度後，通入柴油機尾氣開始試驗；
[0251]
原排尾氣濃度：no 120-130ppm；no2 2-15 ppm；co 60-80ppm；co2 1.30％vol-1.35％ vol；整個耐久試驗持續約9小時，通入尾氣流量為240l/h，催化劑的質量空速為23,976 ml/(h*g)，參見圖15：
[0252]
a.0-2小時20分鐘內，床層溫度在345℃-410℃範圍內，催化劑出口no濃度在25-40ppm 範圍內波動，no氧化效率為68％-80％，no2生成濃度最高達到120ppm；
[0253]
b.2小時20分鐘內-3小時，床層溫度在325-340℃範圍內，催化劑對no的氧化效率在 82.9％-100％，催化劑活性不穩定，no2濃度達到130ppm；
[0254]
c.3小時-8小時內，床層溫度在220-315℃範圍內，催化劑對no的氧化效率可持續穩定在100％，持續時間在5小時，no2濃度最高接近140ppm；
[0255]
d.8小時-9小時內，床層溫度低於220℃以下時，在203-212℃範圍內，no氧化效率在 70％-90％範圍內；
[0256]
e.與co4alo催化材料數據對比(225℃-290℃)，co2ni2alo材料對no完全轉化的窗口溫度最高點提高了25℃，最低點溫度僅下降了5℃；
[0257]
f.整個耐久試驗過程co的氧化效率為88％左右。
[0258]
實施例11―第三氧化催化劑co2cu2alo催化劑製備及性能評價
[0259]
合成製備部分：
[0260]
分別稱取30.01g的co(no3)2
·
6h2o、24.91g的cu(no3)2
·
3h2o和19.34g的al
(no3)3
·
9h2o混合後，加入200g去離子水溶解，記錄為溶液a；稱取18.03g na2co3和 22.69g naoh混合後，加入234g去離子水溶解，記錄為溶液b；
[0261]
在室溫(25℃)條件下將溶液a和溶液b同時滴入至200ml去離子水中，滴加速率為1d/s，滴加初始機械攪拌速率在100-150r/min，滴加過程中溶液伴有淺藍色沉澱形成，溶液的粘度增加緩慢，滴加結束後保持體系ph值在11-12左右，機械轉速調整至200r/min繼續反應1 小時；
[0262]
將轉速調整至350r/min，所得懸浮漿液在65℃下老化72小時，老化過程中體系顏色逐漸加深至深棕色，老化過程中粘度有明顯增加，轉速調整至400-450r/min繼續老化，後續老化粘度有下降趨勢，轉速調整至350r/min；老化結束後使用80℃去離子水將產物在砂芯漏鬥中進行洗滌過濾至ph＝7，最終濾液電導率在30.6us/cm左右。
[0263]
洗滌後的濾餅在120℃條件下乾燥12小時以上，最終產物標記為第三氧化催化劑 co2cu2al-ldh。
[0264]
將20-40目的co2cu2al-ldh前驅體顆粒物30g置於管式爐中，在氮氣吹掃條件下以 5℃/min進行程序升溫至500℃並恆溫焙燒5小時，最終得到深灰色顆粒(材料表面有少量不均一的黃褐色)，標記為第三氧化催化劑co2cu2alo。
[0265]
性能評價部分：
[0266]
考察co2cu2al-ldh類水滑石的第三氧化催化劑co2cu2alo對尾氣中no的氧化能力，將10.01g的20-40目顆粒物催化材料裝填在石英管反應器中，通過管式爐將石英管中催化劑床層溫度加熱到一定溫度後，通入柴油機尾氣開始試驗；
[0267]
原排尾氣濃度：no 120-140ppm；no2 12-20 ppm；co 50-70ppm；co2 1.30％vol-1.50％ vol；整個耐久試驗持續約8.5小時，通入尾氣流量為240l/h，催化劑的質量空速為23,976 ml/(h*g)，參見圖7：
[0268]
a.0-2.5小時，催化劑床層溫度在340-420℃，no轉化為no2的效率在55％-85.7％， no2濃度最高在94ppm；
[0269]
b.2.5小時-7小時50分鐘，催化劑床層溫度在255-335℃範圍內，no可以100％轉化為no2，且no2最高濃度達到125ppm，
[0270]
c.8-8.5小時，催化劑床層溫度低於255℃時，245-250℃範圍，即有明顯no檢出，no 轉化效率在81.7％。
[0271]
d.與co4alo催化材料數據對比(225℃-290℃)，co2cu2alo材料對no完全轉化的窗口溫度最高點提高至335℃，但最低點溫度未得到改善優化，反而由225℃增加至255℃；
[0272]
e.整個試驗過程中該催化劑對co的淨化效率穩定在81.1％以上。
[0273]
實施例8-11可知，第三氧化催化劑可有效將尾氣中no處理為no2。採用實施例3製備的炭基吸附材料對實施例8-11處理後的no2等氣體進行吸附，具體過程和性能評價方法可參照實施例4，吸附no2等氣體的炭基吸附材料課採用實施例5的加熱方法進行脫附處理，然後收集、回收利用。
[0274]
上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。