CN102500372A - 凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途 - Google Patents
凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102500372A CN102500372A CN2011102954468A CN201110295446A CN102500372A CN 102500372 A CN102500372 A CN 102500372A CN 2011102954468 A CN2011102954468 A CN 2011102954468A CN 201110295446 A CN201110295446 A CN 201110295446A CN 102500372 A CN102500372 A CN 102500372A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- attapulgite
- copper oxide
- preparation
- catalyst carrier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
本发明公开了一种凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途，其中凹凸棒石负载氧化铜催化剂是以煅烧后的凹凸棒石为催化剂载体并负载氧化铜的复合材料；所述氧化铜的质量占所述催化剂载体质量的2-20wt％；其制备方法是采用等体积浸渍法将催化剂前驱体负载到催化剂载体表面，烘干并煅烧后得到凹凸棒石负载氧化铜催化剂；所述催化剂前驱体是Cu(NO3)2，本发明催化剂用于脱除烟气中的SO2。本发明以廉价易得凹凸棒石为催化剂载体，降低了催化剂的成本和环境负荷，且具有较好的成型性和热稳定性，铜活性组分的负载使该催化剂具有较高的硫容。
Description
一、技术领域
本发明涉及凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途。
二、背景技术
环境污染是人类当今面临的主要问题之一。其中燃煤烟气中SO2的排放对环境的污染尤为突出，它是构成酸雨的主要因素，因此大幅度削减其排放量势在必行。我国是一个产煤和用煤大国，且高硫煤分布较广，预计到2020年，煤炭产量将达到30亿吨。据估算，我国大气中二氧化硫浓度达到国家质量二级标准的环境容量是1200吨，而燃煤排放的SO2连续多年超过2000万吨，导致酸雨和SO2污染日趋严重，其中严重地区酸雨的pH值低至3.24，故对于SO2的排放控制急待解决。
燃煤烟气脱硫技术(FGD)按照脱硫方式和产物的处理形式划分，烟气脱硫一般分为湿法、干法和半干法三类。
湿法烟气脱硫技术是液体或浆状吸收剂在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，如石灰/石灰石法、双碱法、氧化镁法和氨法等。该法具有脱硫反应速度快、脱硫效率高等优点，但存在投资和运行维护费用都很高、脱硫后产物处理较难、设备庞大、耗水量大和易造成二次污染等缺点。
半干法烟气脱硫技术是使喷入的石灰浆液与烟气中的SO2反应，生成亚硫酸钙等，并利用烟气显热使最终产物为干粉状，兼有干法和湿法的一些特点，半干法烟气脱硫技术有很多种，目前比较成熟的有喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化法等。
干法烟气脱硫技术是脱硫吸收和产物处理均在干燥状态下进行，如活性炭吸附法、电子束烟气脱硫和金属氧化物脱硫法等。该法具有无污水和废酸排出、设备腐蚀小、烟气在净化过程中无明显温降、净化后烟温高利于烟道排气扩散等优点。干法脱硫大多借助脱硫剂吸附或吸收烟气中的SO2，饱和后的脱硫剂进行再生，再生时释放高浓度的SO2，可进一步加工成硫酸、硫磺和液体SO2。燃煤锅炉烟气脱硫系统最经济的配置应在除尘器之后，对应的烟气温度为120℃-250℃，这种配置不仅过程能耗低，而且可大大降低粉尘对脱硫剂的毒化。目前，研究较多的干法脱硫剂有CuO/γ-Al2O3、CuO/活性炭、V2O5/TiO2和氧化铁等。这些催化剂有较高的脱硫活性，但都因载体成本和脱硫活性温度较高(＞300℃)，限制其工业应用。
三、发明内容
本发明是为了避免上述现有技术的不足之处，提供一种成本低、脱硫温度低(120-250℃)、脱硫活性高的凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明凹凸棒石负载氧化铜催化剂的特点在于：所述催化剂是以煅烧后的凹凸棒石为催化剂载体并负载氧化铜的复合材料；所述氧化铜的质量占所述催化剂载体质量的2-20wt％，记为CuOX/PG，其中X表示氧化铜的质量占催化剂载体质量的百分数，PG表示凹凸棒石载体。
本发明凹凸棒石负载氧化铜催化剂的制备方法的特点在于：采用等体积浸渍法将催化剂前驱体负载到催化剂载体表面，烘干并煅烧后得到凹凸棒石负载氧化铜催化剂；所述催化剂前驱体是Cu(NO3)2。
本发明凹凸棒石负载氧化铜催化剂的制备方法的特点也在于按以下步骤操作：
(1)催化剂载体的制备
a、向凹凸棒石粉体(200目)中加入蒸馏水，搅拌形成悬浮液，再经干燥后得到凹凸棒石样品；所述凹凸棒石与所述蒸馏水的质量体积比为1g∶4-8mL；
b、将所述凹凸棒石样品破碎筛分，得到粒径为20-40目的备用品；
c、将所述备用品在氮气气氛中于300℃热处理2h即得催化剂载体；
(2)催化剂的负载
d、取1-10g催化剂载体，采用等体积浸渍法加水后，测其固液比；
e、按照步骤d测得的固液比称取一定质量的催化剂载体和一定体积的催化剂前驱体溶液，两者混合后静置24-48h，然后在50-70℃干燥3-5h，100-120℃干燥10-12h，最后置于空气气氛下于300℃煅烧3h即得凹凸棒石负载氧化铜催化剂。
催化剂前驱体溶液的浓度根据需要负载的氧化铜的质量以及催化剂前驱体溶液的体积来确定。
本发明凹凸棒石负载氧化铜催化剂的用途的特点在于：所述凹凸棒石负载氧化铜催化剂作为烟气脱硫剂的应用。
将所述凹凸棒石负载氧化铜催化剂装入固定床反应器中，反应温度控制在200℃，通入常压模拟烟气，空速为4000-7000h-1。
空速是指单位时间单位体积催化剂处理的气体量。具体计算方法为空速＝气体的体积流量(m3/h)/催化剂床层的体积(m3)。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明催化剂脱硫效率高，硫容高达2.24g/100g脱硫剂。
2、本发明使用的凹凸棒石来源广泛、成本低廉。一方面，降低了催化剂载体的成本；另一方面，苏皖地区存在大规模的高品位凹凸棒石粘土及其伴生矿床，目前对其开发利用的水平较低、浪费严重，处于低附加值利用状态。作为催化剂载体可提高其附加值，符合节能减排和资源综合利用的政策方针。
3、本发明催化剂可置于除尘器后，运行费用较低。
4、本发明使用的凹凸棒石经过挤压成型工艺、适当条件热处理后，具有较高的机械强度，能够较大幅度的降低磨损消耗。
四、附图说明
图1是实施例1制备的催化剂脱除SO2的穿透曲线。
图2是实施例2制备的催化剂脱除SO2的穿透曲线。
图3是实施例3制备的催化剂脱除SO2的穿透曲线。
图4是实施例4制备的催化剂脱除SO2的穿透曲线。
图5是实施例5制备的催化剂脱除SO2的穿透曲线。
五、具体实施方式
实施例1：CuO2/PG
本实施例中催化剂载体的制备：
将30g 200目的凹凸棒石粉体与200mL蒸馏水混合，搅拌形成悬浮液，然后于105℃干燥12小时得到凹凸棒石样品；将凹凸棒石样品破碎筛分，得到粒径为20-40目的备用品；将备用品装入固定床反应器中，在通入氮气的气氛下，于300℃热处理2h即得催化剂载体。
本实施例中催化剂的制备：
取1g催化剂载体，采用等体积浸渍法加水后，测其固液比为1g∶1.5mL；取浓度为3.71mol/L的Cu(NO3)2溶液1.4mL，其中含Cu(NO3)20.97g，加蒸馏水稀释至30mL，均匀后加到20g催化剂载体中，室温下静置48小时，然后在70℃干燥5h，110℃干燥12小时，最后置于空气气氛下于300℃煅烧3h得CuO2/PG催化剂成品。
将本实施例制备的CuO2/PG催化剂3g装入固定床反应器中，在氮气气氛下通过程序升温至300℃，在300℃下预处理1h，然后将温度降至200℃，通入常压烟气，模拟烟气组成为4380mg/m3SO2，O24vol％，氮气为平衡气，气体流量为350mL/min，空速为4128.3h-1。
实验结果见图1，由图1可计算出脱硫剂的饱和硫容为1.56g/100g脱硫剂。
实施例2：CuO5/PG
本实施例中催化剂载体的制备方法同实施例1。
本实施例中催化剂的制备：
取1g催化剂载体，采用等体积浸渍法加水后，测其固液比为1g∶1.5mL；取浓度为3.71mol/L的Cu(NO3)2溶液3.5mL，其中含Cu(NO3)22.4g，加蒸馏水稀释至30mL，均匀后加到20g催化剂载体中，室温下静置48小时，然后在70℃干燥5h，110℃干燥12小时，最后置于空气气氛下于300℃煅烧3h得CuO5/PG催化剂成品。
将本实施例制备的CuO5/PG催化剂3g装入固定床反应器中，在氮气气氛下通过程序升温至300℃，在300℃下预处理1h，然后将温度降至200℃，通入常压烟气，模拟烟气组成为4380mg/m3SO2，O24vol％，氮气为平衡气，气体流量为350mL/min，空速为4128.3h-1。
实验结果见图2，由图2可计算出脱硫剂的饱和硫容为1.64g/100g脱硫剂。
实施例3：CuO12/PG
本实施例中催化剂载体的制备方法同实施例1。
本实施例中催化剂的制备：
取1g催化剂载体，采用等体积浸渍法加水后，测其固液比为1g∶1.5mL；取浓度为3.71mol/L的Cu(NO3)2溶液8.4mL，其中含Cu(NO3)25.8g，加蒸馏水稀释至30mL，均匀后加到20g催化剂载体中，室温下静置48小时，然后在70℃干燥5h，110℃干燥12小时，最后置于空气气氛下于300℃煅烧3h得CuO12/PG催化剂成品。
将本实施例制备的CuO12/PG催化剂3g装入固定床反应器中，在氮气气氛下通过程序升温至300℃，在300℃下预处理1h，然后将温度降至200℃，通入常压烟气，模拟烟气组成为4380mg/m3SO2，O24vol％，氮气为平衡气，气体流量为350mL/min，空速为4128.3h-1。
实验结果见图3，由图3可计算出脱硫剂的饱和硫容为2.24g/100g脱硫剂。
实施例4：CuO15/PG
本实施例中催化剂载体的制备方法同实施例1。
本实施例中催化剂的制备：
取1g催化剂载体，采用等体积浸渍法加水后，测其固液比为1g∶1.5mL；取浓度为3.71mol/L的Cu(NO3)2溶液10.5mL，其中含Cu(NO3)27.3g，加蒸馏水稀释至30mL，均匀后加到20g催化剂载体中，室温下静置48小时，然后在70℃干燥5h，110℃干燥12小时，最后置于空气气氛下于300℃煅烧3h得CuO15/PG催化剂成品。
将本实施例制备的CuO15/PG催化剂3g装入固定床反应器中，在氮气气氛下通过程序升温至300℃，在300℃下预处理1h，然后将温度降至200℃，通入常压烟气，模拟烟气组成为4380mg/m3SO2，O24vol％，氮气为平衡气，气体流量为350mL/min，空速为4128.3h-1。
实验结果见图4，由图4可计算出脱硫剂的饱和硫容为1.85g/100g脱硫剂。
实施例5：CuO20/PG
本实施例中催化剂载体的制备方法同实施例1。
本实施例中催化剂的制备：
取1g催化剂载体，采用等体积浸渍法加水后，测其固液比为1g∶1.5mL；取浓度为3.71mol/L的Cu(NO3)2溶液14mL，其中含Cu(NO3)29.7g，加蒸馏水稀释至30mL，均匀后加到20g催化剂载体中，室温下静置48小时，然后在70℃干燥5h，110℃干燥12小时，最后置于空气气氛下于300℃煅烧3h得CuO20/PG催化剂成品。
将本实施例制备的CuO20/PG催化剂3g装入固定床反应器中，在氮气气氛下通过程序升温至300℃，在300℃下预处理1h，然后将温度降至200℃，通入常压烟气，模拟烟气组成为4380mg/m3SO2，O24vol％，氮气为平衡气，气体流量为350mL/min，空速为4128.3h-1。
实验结果见图5，由图5可计算出脱硫剂的饱和硫容为1.38g/100g脱硫剂。
Claims (4)
1.凹凸棒石负载氧化铜催化剂，其特征在于：所述催化剂是以煅烧后的凹凸棒石为催化剂载体并负载氧化铜的复合材料；所述氧化铜的质量占所述催化剂载体质量的2-20wt％。
2.一种权利要求1所述的凹凸棒石负载氧化铜催化剂的制备方法，其特征在于：采用等体积浸渍法将催化剂前驱体负载到催化剂载体表面，烘干并煅烧后得到凹凸棒石负载氧化铜催化剂；所述催化剂前驱体是Cu(NO3)2。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是按以下步骤操作：
(1)催化剂载体的制备
a、向凹凸棒石粉体(200目)中加入蒸馏水，搅拌形成悬浮液，再经干燥后得到凹凸棒石样品；所述凹凸棒石与所述蒸馏水的质量体积比为1g∶4-8mL；
b、将所述凹凸棒石样品破碎筛分，得到粒径为20-40目的备用品；
c、将所述备用品在氮气气氛中于300℃热处理2h即得催化剂载体；
(2)催化剂的负载
d、取1-10g催化剂载体，采用等体积浸渍法加水后，测其固液比；
e、按照步骤d测得的固液比称取一定质量的催化剂载体和一定体积的催化剂前驱体，两者混合后静置24-48h，然后在50-70℃干燥3-5h，100-120℃干燥10-12h，最后置于空气气氛下于300℃煅烧3h即得凹凸棒石负载氧化铜催化剂。
4.一种权利要求1所述的凹凸棒石负载氧化铜催化剂的用途，其特征在于：所述凹凸棒石负载氧化铜催化剂作为烟气脱硫剂的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102954468A CN102500372A (zh) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | 凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102954468A CN102500372A (zh) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | 凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102500372A true CN102500372A (zh) | 2012-06-20 |
Family
ID=46212539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011102954468A Pending CN102500372A (zh) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | 凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102500372A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105536797A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-05-04 | 济南大学 | 一种用于烟气脱硝的负载型赤泥催化剂及其制法 |
| CN107413354A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-01 | 山东师范大学 | 一种负载银的氧化铜纳米复合材料的制备方法 |
| CN107445176A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-08 | 合复新材料科技(无锡)有限公司 | 锡锑掺杂浅色电绝缘激光活化可金属化粉末的制备方法 |
| CN109225206A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-18 | 合肥师范学院 | 一种凹凸棒负载过渡金属氧化物复合材料的制备方法及其应用 |
| CN111377443A (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种铜掺杂活性炭复合材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101264445A (zh) * | 2008-05-08 | 2008-09-17 | 南开大学 | 一种用于低温一氧化碳氧化的负载型纳米催化剂及其制备方法 |
| CN102029141A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-04-27 | 合肥工业大学 | 一种改性凹凸棒石烟气脱硫剂、其制备及其应用 |
-
2011
- 2011-09-30 CN CN2011102954468A patent/CN102500372A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101264445A (zh) * | 2008-05-08 | 2008-09-17 | 南开大学 | 一种用于低温一氧化碳氧化的负载型纳米催化剂及其制备方法 |
| CN102029141A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-04-27 | 合肥工业大学 | 一种改性凹凸棒石烟气脱硫剂、其制备及其应用 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105536797A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-05-04 | 济南大学 | 一种用于烟气脱硝的负载型赤泥催化剂及其制法 |
| CN107445176A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-08 | 合复新材料科技(无锡)有限公司 | 锡锑掺杂浅色电绝缘激光活化可金属化粉末的制备方法 |
| CN107445176B (zh) * | 2017-08-30 | 2019-11-19 | 合复新材料科技(无锡)有限公司 | 锡锑掺杂浅色电绝缘激光活化可金属化粉末的制备方法 |
| CN107413354A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-01 | 山东师范大学 | 一种负载银的氧化铜纳米复合材料的制备方法 |
| CN109225206A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-18 | 合肥师范学院 | 一种凹凸棒负载过渡金属氧化物复合材料的制备方法及其应用 |
| CN111377443A (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种铜掺杂活性炭复合材料及其制备方法 |
| CN111377443B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-06-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种铜掺杂活性炭复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109603459B (zh) | 一种低温干法烟气脱硫剂及其制法和应用 | |
| Li et al. | Preparation of spherical Li4SiO4 pellets by novel agar method for high-temperature CO2 capture | |
| US9895657B2 (en) | High-efficiency method for removing sulfur and mercury of coal-fired flue gas, and apparatus thereof | |
| CN101791561B (zh) | 一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN111495112A (zh) | 一种低温移动床一体化吸附脱硫脱硝系统 | |
| CN101249373B (zh) | 一种烟气脱硫剂的制备方法 | |
| CN101804289B (zh) | 一种烟气脱硫剂的制备及其应用与再生方法 | |
| CN103301749A (zh) | 烟气同时脱硫脱硝的方法 | |
| CN110479094A (zh) | 一种脱硫催化剂以及基于脱硫催化剂的烟气脱硫处理系统 | |
| CN113289602A (zh) | 用于高炉煤气中羰基硫水解的催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN107551799B (zh) | 一种干法水泥窑烟气脱硫脱硝一体化的方法 | |
| CN102500372A (zh) | 凹凸棒石负载氧化铜催化剂、其制备方法及其用途 | |
| CN106881019A (zh) | 一种利用赤泥和活性炭热活化制备脱硫剂的方法 | |
| CN110893312A (zh) | 一种新型高效脱硫剂及其制备方法 | |
| CN106669670B (zh) | 一种烟气脱硫剂的制备方法 | |
| CN105521781B (zh) | 一种烟气脱硫剂的制备方法 | |
| CN109647176A (zh) | 一种脱硫剂及其制备方法 | |
| CN104190358B (zh) | NOx吸附剂 | |
| CN100553747C (zh) | 利用腐植酸盐同时脱硫脱硝生产复合肥料的方法 | |
| CN102210968A (zh) | 含硫化氢混合气体的脱硫方法 | |
| CN102068887B (zh) | 基于添加抑制剂的铁矿石烧结过程脱硫方法 | |
| CN108479744A (zh) | 一种脱硫催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN107441932A (zh) | 烟气脱硫剂及其生产方法和应用 | |
| CN102029141B (zh) | 一种改性凹凸棒石烟气脱硫剂、其制备及其应用 | |
| CN101804297B (zh) | 一种可再生负载型烟气脱硫剂的制备和使用及再生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120620 |