CN107876090A - 一种脱硝催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种脱硝催化剂，由以下重量百分比的原料制成：尿素25～35%、三乙醇胺8～12%、柠檬酸8～12%、柠檬酸钠8～12%、水35～45%，催化剂0.4～0.6%，所述催化剂由甲基丙烯酰胺和双氧水组成，甲基丙烯酰胺和双氧水的质量配比为1～2.5:1。其制备方法包括：在反应釜中加入水，然后加入尿素、混合均匀后再加入三乙醇胺，加热到50‑55℃后，再加入柠檬酸和催化剂，再逐步升温到70℃，升温过程3‑3.5小时，然后在70℃下熟化2小时，降温到40℃后再加入柠檬酸钠，混匀。本发明改变传统的脱硝方式，脱硝率可达90%以上，尾气中氮氧化物的排放浓度低于200（mg/m3），相对于传统氨脱硝，成本降低30%以上。而且其还有助燃作用，能节煤5%以上。

Description

一种脱硝催化剂
技术领域
本发明涉及脱硝技术领域，特别涉及用于燃煤发电、水泥生产等领域的除氮氧化物的催化剂。
背景技术
在燃煤发电、水泥生产等过程中，为防止煤燃烧后产生过多的NOx污染环境，应对煤进行脱硝处理，分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。现有的然烧中脱硝，主要采用低温燃烧、低氧燃烧、FBC燃烧技术、采用低NOx燃烧器、煤粉浓淡分离、烟气再循环技术等技术，效果不很理想。SNCR和SCR是目前应用广泛的脱硝技术，SNCR是在 850～1100℃温度范围内还原NOx的方法，最常使用的药品为氨和尿素。一般来说，SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%～40% ,对小型机组可达 80%。SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝。在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3为活性成分，制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃～590℃)、中温催化剂(260℃～380℃)和低温催化剂(80℃～300℃)， 不同的催化剂适宜的反应温度不同。国内外SCR系统大多采用高温，反应温度区间为315℃～400℃。中国专利公开的“一种水泥工业低温SCR脱硝用催化剂及其制备方法”（CN106076358A），以氧以氧化镧和/或氧化铁为催化活性组分，以氧化锰或者是氧化钇和/或氧化镨和氧化锰的混合物为助催化剂，以二氧化钛和/或氧化铝为载体；以载体质量为基准，活性组分的质量百分含量为0.5％～15％，助催化剂的质量百分含量为5％～35％。将活性组分、助催化离子前驱体复合溶液、载体及有机成型剂搅拌均匀、混练、陈腐、挤出成型，经干燥、焙烧制得。该催化剂组分环境友好，低温脱除NOx效率高，活性温度窗口宽，机械强度高，制备工艺简单，成本低。但其由于是一种燃烧后脱硝，在工艺中增加了脱硝环节，相对增加了工艺时间，从而加大生产成本。而且其成分均为无机物，不具备助燃作用，因此不能节约燃煤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱硝催化剂，其用于水泥等生产工艺中，在燃烧中脱硝，并有助燃作用，从而可以有效降低氮氧化物的排放，降低生产成本。
本发明的实施方案为：一种脱硝催化剂，由以下重量百分比的原料制成：尿素25～35%、三乙醇胺8～12%、柠檬酸8～12%、柠檬酸钠8～12%、水35～45%，催化剂0.4～0.6%，以上组分之和满足100%。所述催化剂由甲基丙烯酰胺和双氧水组成，甲基丙烯酰胺和双氧水的质量配比为1～2.5:1。
作为优化的实施方式，各原料重量百分比为：尿素30%、三乙醇胺10%、柠檬酸10%、柠檬酸钠10%、水39.5%，催化剂0.5%，
作为优化的实施方式，所述甲基丙烯酰胺和双氧水的质量配比为2:1。
本发明的制备方法包括：在反应釜中加入水，然后加入尿素、混合均匀后再加入三乙醇胺，加热到50-55℃后，再加入柠檬酸和催化剂，再逐步升温到70℃，升温过程3-3.5小时，然后在70℃下熟化2小时，降温到40℃以下后再加入柠檬酸钠，混匀。
本发明在使用时，直接喷至炉窑内，使用量为燃煤重量的5～10/10000。
本发明中，尿素、三乙醇胺本身就具有脱硝作用，尿素、三乙醇胺、柠檬酸在催化剂甲基丙烯酰胺（连接剂）、双氧水（引发剂）的作用下，连接成多元聚合胺，柠檬酸钠则起到提高并稳定多元聚合胺活性的作用。多元聚合胺的脱硝性能要远远好于单独的尿素和三乙醇胺。本发明改变传统的脱硝方式，脱硝率可达90%以上，尾气中氮氧化物的排放浓度低于200（mg/m3），相对于传统氨脱硝，成本降低30%以上。而且其还有助燃作用，能节煤5%以上。
具体实施方式
下面给出本发明的实施例，详细说明本发明。
实施例1：
一种固硝催化剂，由以下重量百分比的原料制成：尿素25%、三乙醇胺12%、柠檬酸8%、柠檬酸钠12%、水42.5%，催化剂0.4%，催化剂由甲基丙烯酰胺和双氧水组成，甲基丙烯酰胺和双氧水的重量配比为1:1。其制备方法是：在反应釜中加入水，然后加入尿素，混合均匀后再加入三乙醇胺，加热到50℃后，再加入柠檬酸和催化剂，再逐步升温到70℃，升温过程3.5小时，然后在70℃下熟化2小时，降温到40℃后再加入柠檬酸钠，混匀。
实施例2：
一种固硝催化剂，由以下重量百分比的原料制成：尿素:35%、三乙醇胺8%、柠檬酸12%、柠檬酸钠8%、水36.4%，催化剂0.6%，所述催化剂由甲基丙烯酰胺和双氧水组成，甲基丙烯酰胺和双氧水的重量配比为2.5:1。其制备方法是：在反应釜中加入水，然后加入尿素，混合均匀后再加入三乙醇胺，加热到55℃后，再加入柠檬酸和催化剂，再逐步升温到70℃，升温过程3小时，然后在70℃下熟化2小时，降温到40℃后再加入柠檬酸钠，混匀。
实施例3：
一种固硝催化剂，由以下重量百分比的原料制成：尿素30%、三乙醇胺10%、柠檬酸10%、柠檬酸钠10%、水39.5%，催化剂0.5%，催化剂由甲基丙烯酰胺和双氧水组成，甲基丙烯酰胺和双氧水的重量配比为2:1。其制备方法是：在反应釜中加入水，然后加入尿素，混合均匀后再加入三乙醇胺，加热到55℃后，再加入柠檬酸和催化剂，再逐步升温到70℃，升温过程3.5小时，然后在70℃下熟化2小时，降温到40℃后再加入柠檬酸钠，混匀。
本发明中，原料配比对产品脱硝性能有直接影响。为此，本发明就同一种燃煤（氮含量(Ndaf)1.56%），对上述实施例1-3的脱硝效果进行了对比试验。结果如表1。
表1原料配比对脱硝效果的影响
从表1可知，原料配比对产品的脱硝性能有很大影响，实施例3的脱硝率最高、节煤效果最好。因此，实施例3为本发明优选方案。

Claims (4)

1.一种脱硝催化剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：尿素25～35%、三乙醇胺8～12%、柠檬酸8～12%、柠檬酸钠8～12%、水35～45%，催化剂0.4～0.6%，所述催化剂由甲基丙烯酰胺和双氧水组成，甲基丙烯酰胺和双氧水的质量配比为1～2.5:1。
2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于，各原料重量百分比为：尿素30%、三乙醇胺10%、柠檬酸10%、柠檬酸钠10%、水39.5%，催化剂0.5%。
3.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述甲基丙烯酰胺和双氧水的质量配比为2:1。
4.一种如权利要求1所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在反应釜中加入水，然后加入尿素、混合均匀后再加入三乙醇胺，加热到50-55℃后，再加入柠檬酸和催化剂，再逐步升温到70℃，升温过程3-3.5小时，然后在70℃下熟化2小时，降温到40℃以下后再加入柠檬酸钠，混匀。
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