CN103157488A - 一种以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂及其制备方法 Download PDF

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黄国和
赵毅
朱复东
贾树山
纪正飚
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Abstract

本发明涉及一种以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂及其制备方法,可广泛用于烟气中氮氧化物催化还原脱硝。该催化剂以凹凸本土为载体,在其上负载锰的氧化物的催化剂成分,另外加上两种或两种以上的变价金属铁、铜、钒、铈、锘的氧化物作为催化剂助剂。本发明制备的催化剂以氨气为还原剂,因凹凸棒土具有蜂窝状的无数孔隙,其表面积相当大、吸附能力强、阻力低、对催化剂有很好的分散性等优点,降低了SCR的操作温度,使得SCR工业适用范围更广泛。温度在100℃低温烟气中氮氧化物脱除率达到85%左右,温度在200℃烟气中氮氧化物脱除率达到90%左右,因此以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂具有良好的工业应用前景。

Description

一种以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂及其制备方法,属于环保技术领域,适用于烟气中氮氧化物的中低温脱硝净化。
背景技术
[0002] 氮氧化物是大气中的主要污染物之一,对烟气进行氮氧化物的脱硝净化一直是环境保护的重要内容之一。去除氮氧化物的方法有很多如:选择性催化还原法((SCR)、碱吸收法、电子束照射法等,根据国内外的经验表明选择性催化还原法((SCR)应用最广泛。目前选择性催化还原法((SCR)采用V205/Ti02系列催化剂,具有高活性和高抗硫性能,但是此类催化剂仍存在一些问题:一是催化剂成本较高,二是操作温度高,其适用范围受局限。目前所研究的脱硝催化剂与当前环保所追求的低成本、高效率、无二次污染尚有差距。
[0003] 在实际研究中,低温脱硝催化剂有如下要求:一、便于与现有燃烧系统匹配,而不对其它相关装置产生大的影响;二、缓解SO2和粉尘对SCR催化剂的毒化和堵塞;三、可避免烟气预热的能耗。因此,研究中低温、高效率、性能稳定的脱硝催化剂已成为目前中国环保界迫切需要解决的问题。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的在提供一种脱硝效率高、工艺简单、成本低廉的中低温烟气脱硝催化剂及其制备方法。
[0005] 本实用新型提出以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂,在其上负载锰的氧化物(MnOx)催化剂成分,另外加上两种或两种以上的变价金属铁、铜、钒、铈、锘的氧化物作为催化剂助剂,以提高催化剂的性能和抗二氧化硫和水蒸气的能力。通过适当的浸泡、搅拌、烘干和煅烧等工艺,制备所需的催化剂。
[0006] 作为催化剂载体的凹凸棒土,其优点在于克服了金属催化剂用后难于处理的缺点,且成本低廉。
[0007] 作为催化剂锰的氧化物,其占催化剂总重量的1% _10%,MnOx的形态可以是Μη02、Mn3O4、Mn2O3中的一种或者其中任意两种或三种组合。
[0008] 本实用新型除载体凹凸棒土和催化剂锰的氧化物之外,还添加有助催化剂的成分,如:变价金属铁、铜、钒、铈、锘,其中锰与变价金属的摩尔比为0.1-3。
[0009] 以上催化剂的制备包括以下几步骤:
[0010] (I)取凹凸棒土和锰的硝酸盐及醋酸盐均匀混合与水溶液中,搅拌;
[0011] (2)另外加上两种或两种以上的变价金属铁、铜、钒、铈、锘的硝酸盐及醋酸盐;锰与变价金属的摩尔比为0.1-3 ;
[0012] (3)将上述混合物高速搅拌半个小时,后静置l_3h ;
[0013] (4)放置烤箱中80°C _120°C进行干燥;[0014] (5)在 300 V -700 V 下煅烧 3_6h。
[0015] (6)冷却后研磨过筛,取60-120目的部分作为催化剂。
[0016] 本实用新型采用凹凸棒土为载体,凹凸棒土具有蜂窝状的无数孔隙,其表面积相当大、吸附能力强、阻力低、对催化剂有很好的分散性等优点,降低了 SCR的操作温度,使的SCR工艺地适用范围更加广泛,且解决了金属催化剂载体用后难于处理的缺点。
[0017] 本实用新型制备的催化剂以氨气为还原剂,在100°C低温烟气中氮氧化物脱除率达到85%左右,温度在200°C烟气中氮氧化物脱除率达到90%左右,因此以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂具有良好的工业应用前景。
附图说明
[0018]无
具体实施方式
[0019] 实施例一
[0020] 称取一定质量的锰和金属铁或铜或钒或铈或锘的硝酸盐及醋酸盐与载体凹凸棒土均与混合于水溶液中,其中锰的氧化物重量占整个重量的3%,锰与变价金属的摩尔比为1,搅拌0.5h,静置3h后放入烤箱,在100°C下干燥,然后在600°C空气中煅烧4小时,冷却后研磨过筛,取60-120目的部分作为催化剂。
[0021] 该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为100°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 =I的情况下NO脱除率为85%;该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为200°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 = I的情况下NO脱除率为87% ;
[0022] 实施例二
[0023] 称取一定质量的锰和金属铁或铜或钒或铈或锘的硝酸盐及醋酸盐与载体凹凸棒土均与混合于水溶液中,其中锰的氧化物重量占整个重量的5%,锰与变价金属的摩尔比为1.5,搅拌0.5h,静置3h后放入烤箱,在110°C下干燥,然后在500°C空气中煅烧5小时,冷却后研磨过筛,取60-120目的部分作为催化剂。
[0024] 该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为100°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 =I的情况下NO脱除率为86%;该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为200°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 = I的情况下NO脱除率为88% ;
[0025] 实施例三
[0026] 称取一定质量的锰和金属铁或铜或钒或铈或锘的硝酸盐及醋酸盐与载体凹凸棒土均与混合于水溶液中,其中锰的氧化物重量占整个重量的8%,锰与变价金属的摩尔比为2,搅拌0.5h,静置3h后放入烤箱,在100°C下干燥,然后在600°C空气中煅烧3小时,冷却后研磨过筛,取60-120目的部分作为催化剂。
[0027] 该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为100°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 =I的情况下NO脱除率为87%;该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为200°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 = I的情况下NO脱除率为90% ;
[0028] 实施例四
[0029] 称取一定质量的锰和金属铁或铜或钒或铈或锘的硝酸盐及醋酸盐与载体凹凸棒土均与混合于水溶液中,其中锰的氧化物重量占整个重量的10%,锰与变价金属的摩尔比为3,搅拌0.5h,静置3h后放入烤箱,在100°C下干燥,然后在600°C空气中煅烧3小时,冷却后研磨过筛,取60-120目的部分作为催化剂。
[0030] 该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为100°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 =I的情况下NO脱除率为89%;该催化剂在NO体积溶度为1000PPM,温度为200°C下,氧气溶度为5%,ΝΗ3/Ν0 = I的情况下NO脱除率为90%。

Claims (3)

1.一种以凹凸棒土为载体的烟气中低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,以凹凸本土为载体,在其上负载锰的氧化物(MnOx)催化剂成分,另外加上两种或两种以上的变价金属铁、铜、钒、铈、锘的氧化物作为催化剂助剂。
2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,其中锰的氧化物占催化剂总重量的1% -10%,锰与变价金属的摩尔比为0.1-3。
3.根据权利要求1所述的烟气中低温脱硝催化剂的制备,其步骤在于, (1)去凹凸棒土和锰的硝酸盐及醋酸盐均匀混合与水溶液中,搅拌; (2)另外加上两种或两种以上的变价金属铁、铜、钒、铈、锘的硝酸盐及醋酸盐;锰与变价金属的摩尔比为0.1-3 ; (3)将上述混合物高速搅拌半个小时,后静置l_3h ; (4)放置烤箱中80°C _120°C进行干燥; (5)在 3000C _700°C下煅烧 3-6h ; (6)冷却后研磨过筛,取60-120目的部分作为催化剂。
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