CN105148948B

CN105148948B - 一种可脱除二噁英的脱硝催化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN105148948B
Application number: CN201510427867.XA
Authority: CN
Inventors: 江厚兵; 刘江峰; 徐辉
Original assignee: Anhui Yuanchen Environmental Protection Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Yuanchen Environmental Protection Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2018-01-30
Anticipated expiration: 2035-07-21
Also published as: CN105148948A

Abstract

本发明公开了一种可脱除二噁英的脱硝催化剂，包括以下质量百分比的组分：五氧化二钒0.6～1.8%，硫酸氧化钒6～8%，三氧化钨1～2%，玻璃纤维2～3%，聚丙烯酸纤维素1～2%，和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1；本发明还公开上述可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法。本发明所述的一种可脱除二噁英的脱硝催化剂，二噁英的脱除率在80%以上，氮氧化物脱除率高于90%，且催化剂的抗硫中毒效果好，满足实际使用要求。

Description

一种可脱除二噁英的脱硝催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种可脱除二噁英的脱硝催化剂及其制备方法，属于烟气脱硝脱二噁英催化剂产品及制备方法技术领域。

背景技术

二噁英是一类物质的总称，包括多氯联苯并二噁英（PCDDS）、多氯联苯并呋喃（PCDFS）和多氯联苯（PCBS），一般情况下，把前两类物质简称为二噁英。二噁英是非常稳定的化合物，微溶于大部分有机溶剂，极难溶解于水，具有高熔点和高沸点，常温下为无色固体，由于二噁英具有高亲脂性，进入人体后即积存在脂肪中；另外，它与土壤或其它颗粒物质之间也容易形成强键，一旦造成污染极不容易清除。

工厂烟气中含有少量剧毒的二噁英类物质，未经处理排放到大气中将对人类健康与生活环境造成严重危害，目前脱除工厂废气中二噁英主要有高温分解、活性炭吸附、催化燃烧等技术，其中催化燃烧具有脱除率高和使毒害物彻底分解等优点，是工厂烟气末端治理的关键技术。中国专利文献CN 101513612 A公开了一种以碳纳米管和氧化铝为载体，以氧化锰为活性成分的催化剂，比表面积较大，低温活性较高，但由于垃圾焚烧尾气中含有二氧化硫，催化剂抗硫中毒的效果较差。

目前欧洲各国垃圾焚烧烟气典型的组合工艺有：半干法-活性炭喷射-布袋除尘、选择性非催化还原-半干法-活性炭喷射-布袋除尘、半干法-活性炭喷射-布袋除尘-选择性催化还原、半干法-活性炭喷射-布袋除尘-湿法-选择性催化还原、半干法-活性炭喷射-布袋除尘-湿法-活性炭床、布袋除尘-湿法除酸（HCl）-湿法除酸（SO2）-布袋除尘六种，脱除二噁英最有效的方法还是选择性氧化还原。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种可脱除二噁英的脱硝催化剂及其制备方法，改善催化剂抗硫中毒的效果，且具有较好的催化效果，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种可脱除二噁英的脱硝催化剂及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：五氧化二钒0.6～1.8%，硫酸氧化钒6～8%，三氧化钨1～2%，玻璃纤维2～3%，聚丙烯酸纤维素1～2%，和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1。

作为上述技术方案的进一步优选，还包括以下质量百分比的组分：硫酸铈0.5～1.6%，硫酸锰12～16%。

作为上述技术方案的进一步优选，包括以下质量百分比的组分：五氧化二钒1.2%，硫酸氧化钒7%，三氧化钨1.5%，玻璃纤维2.5%，聚丙烯酸纤维素1.5%，硫酸铈1.1%，硫酸锰14%和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1。

本发明同时也提供了上述的一种可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将等量的二氧化钛粉末和碳纳米管依次添加到稀氨水中形成载体混合物，将载体混合物搅拌均匀后，转移至超声波清洗机内进行超声处理；

步骤二、依次将偏钒酸铵、硫酸铵、偏钨酸铵溶解在稀氨水中形成活性组分混合物，在加热条件下对活性组分混合物进行充分搅拌，然后在旋转蒸发炉中干燥；

步骤三、向所述步骤一处理的载体混合物中，依次加入所述步骤二处理的活性组分混合物、玻璃纤维、聚丙烯酸纤维素，形成催化剂混合物，然后加热搅拌直至催化剂混合物中的水分含量达到30%时停止；

步骤四、将所述步骤三获得的催化剂混合物挤出成型、干燥、煅烧，得到催化剂产品。

作为上述技术方案的进一步优选，在所述步骤一中：所述稀氨水的质量浓度为18%，载体混合物通过磁力搅拌器搅拌4小时后，再通过超声波清洗机超声30分钟。

作为上述技术方案的进一步优选，在所述步骤二中：所述稀氨水的质量浓度为18%，活性组分混合物通过磁力搅拌器在60摄氏度的条件下搅拌2小时。

作为上述技术方案的进一步优选，在所述步骤三中：向所述步骤一处理的载体混合物中，依次加入所述步骤二处理的活性组分混合物、硫酸铈、硫酸锰、玻璃纤维、聚丙烯酸纤维素，形成催化剂混合物，然后加热搅拌直至催化剂混合物中的水分含量达到30%时停止。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明所述的一种可脱除二噁英的脱硝催化剂及其制备方法，以二氧化钛和碳纳米管为载体，二噁英的脱除率在80%以上，氮氧化物脱除率高于90%，且催化剂的抗硫中毒效果好；制备的蜂窝状脱硝催化剂机械强度高于商业用钒钛系催化剂；此外，通过加入硫酸铈和硫酸锰，使催化剂的工作温度变宽。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

具体实施例1

本实施例所述一种可脱除二噁英的脱硝催化剂包括以下质量百分数的组分：

五氧化二钒1.2%，硫酸氧化钒7%，三氧化钨1.5%，玻璃纤维2.5%，聚丙烯酸纤维素1.5%，硫酸铈1.1%，硫酸锰14%和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1。

上述一种可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将等量的二氧化钛粉末和碳纳米管依次添加到稀氨水中形成载体混合物，将载体混合物搅拌均匀后，转移至超声波清洗机内进行超声处理；具体地，所述稀氨水的质量浓度为18%，载体混合物通过磁力搅拌器搅拌4小时后，再通过超声波清洗机超声30分钟。

步骤二、依次将偏钒酸铵、硫酸铵、偏钨酸铵溶解在稀氨水中形成活性组分混合物，在加热条件下对活性组分混合物进行充分搅拌，然后在旋转蒸发炉中干燥；具体地，所述稀氨水的质量浓度为18%，活性组分混合物通过磁力搅拌器在60摄氏度的条件下搅拌2小时。

步骤三、向所述步骤一处理的载体混合物中，依次加入所述步骤二处理的活性组分混合物、硫酸铈、硫酸锰、玻璃纤维、聚丙烯酸纤维素，形成催化剂混合物，然后加热搅拌直至催化剂混合物中的水分含量达到30%时停止。

本实施例制得的产品初始催化性能为：二噁英的脱除率为88%，氮氧化物脱除率为99%；

将实施例制得的催化剂放入固定床石英管反应器中，反应温度为200～500℃，空速为40000/小时的条件下，通入模拟烟气，所述模拟烟气包含以下组成成分：600 ppm的一氧化氮，600 ppm的氨气，质量百分比为3%的氧气，100 ppm的二氧化硫和余量的氮气。经过24小时后，二噁英的脱除率为84%，氮氧化物脱除率为96%。

具体实施例2

五氧化二钒0.6%，硫酸氧化钒8%，三氧化钨2%，玻璃纤维2%，聚丙烯酸纤维素2%，硫酸铈0.5%，硫酸锰12%和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1。

上述一种可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法与具体实施例1相同。

本实施例制得的产品二噁英的脱除率为81%，氮氧化物脱除率为98%，按照具体实施1的方法通入模拟烟气24h后，二噁英的脱除率为80%，氮氧化物脱除率为95%。

具体实施例3

五氧化二钒1.8%，硫酸氧化钒6%，三氧化钨1%，玻璃纤维3%，聚丙烯酸纤维素1%，硫酸铈1.6%，硫酸锰16%和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1。

本实施例制得的产品二噁英的脱除率为85%，氮氧化物脱除率为93%，按照具体实施1的方法通入模拟烟气24h后，二噁英的脱除率为83%，氮氧化物脱除率为92%。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种可脱除二噁英的脱硝催化剂，其特征是，包括以下质量百分比的组分：五氧化二钒0.6～1.8%，硫酸氧化钒6～8%，三氧化钨1～2%，玻璃纤维2～3%，聚丙烯酸纤维素1～2%，硫酸铈0.5～1.6%，硫酸锰12～16%，和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1。

2.如权利要求1所述的一种可脱除二噁英的脱硝催化剂，其特征是，包括以下质量百分比的组分：五氧化二钒1.2%，硫酸氧化钒7%，三氧化钨1.5%，玻璃纤维2.5%，聚丙烯酸纤维素1.5%，硫酸铈1.1%，硫酸锰14%和余量的载体，所述载体包括二氧化钛和碳纳米管，且所述二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1。

3.如权利要求1所述的一种可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤三、向所述步骤一处理的载体混合物中，依次加入所述步骤二处理的活性组分混合物、硫酸铈、硫酸锰、玻璃纤维、聚丙烯酸纤维素，形成催化剂混合物，然后加热搅拌直至催化剂混合物中的水分含量达到30%时停止；

4.如权利要求3所述的一种可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法，其特征是，在所述步骤一中：所述稀氨水的质量浓度为18%，载体混合物通过磁力搅拌器搅拌4小时后，再通过超声波清洗机超声30分钟。

5.如权利要求3所述的一种可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法，其特征是，在所述步骤二中：所述稀氨水的质量浓度为18%，活性组分混合物通过磁力搅拌器在60摄氏度的条件下搅拌2小时。