CN108246305A - 一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂及其制备方法。采用本发明的氧化催化剂可将低温烟气中的一氧化氮依靠自身的氧气催化氧化为二氧化氮，在与湿法脱硝工艺及SCR工艺相结合时可以达到高效低成本的效果。

Description

一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂及其制备方法，属于环保及催化领域。
背景技术
工业中氮氧化物的减排技术，应用最广泛的有低氮燃烧技术、非选择性还原脱硝技术SNCR、选择性还原脱硝技术SCR和低温湿法脱硝技术。由于氮氧化物排放标准日益严格，四种技术中前两者常作为补充技术，而SCR和低温湿法脱硝技术才是脱硝技术的主力。
由于烟气燃烧的高温环境和对燃料利用率的经济性要求，排放的烟气中氧含量一般较低，而其中一氧化氮在氮氧化物中占有绝对比例。但从脱硝技术的反应机理上来讲，二氧化氮无论在SCR还是低温湿法脱硝技术中反应效率及反应速度均明显高于一氧化氮。
近年来，多种氧化技术例如等离子体、臭氧、次氯酸盐及双氧水等氧化剂被用于调节烟气中的二氧化氮比例，但其成本较高，难以大规模推广使用。
针对以上问题，本公司提出了一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂，其目的是为了降低氧化成本，提高烟气中二氧化氮比例。即在不采用额外氧化剂的情况下，利用烟气自有的含氧催化氧化一氧化氮，提高氮氧化物的氧化度。
发明内容
本发明涉及一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂及其制备方法，其制备方法包含以下操作步骤及工艺条件：
采用浸渍法处理蜂窝陶瓷或分子筛载体；
首先对载体进行浸渍预处理，采用稀硝酸及乌洛托品浸泡，烘干煅烧，自然冷却到室温。
其次按一定的摩尔比，将PEG、硝酸铟及硝酸钴配置成浓溶液，将载体浸入溶液中，浸泡一定时间后，烘干负载后的载体。
最后按一定的摩尔比，将尿素及钨酸钠配置成浓溶液，将上述负载处理后的载体浸入溶液中，在一定温度下烘干，然后进行程序升温煅烧，制成所需的催化剂。
采用以上操作步骤时，采用的工艺条件如下：
a)载体选用蜂窝陶瓷及分子筛载体其中的一种；
b)稀硝酸浓度范围为：3％～5％；
c)乌洛托品质量浓度范围为：2％～8％；
d)载体第一次煅烧温度范围为：450～550℃；
e)硝酸铟与硝酸钴的摩尔比例范围为：1∶3～2∶3；
f)PEG与硝酸盐的摩尔比范围为：0.01～0.05；
g)载体浸泡时间不低于48小时；
h)尿素与钨酸钠的摩尔比范围为：2∶5～2∶7；
i)载体最后一次烘干温度为70℃；
j)载体程序升温的煅烧条件为：300℃恒温3h后，升温至600℃恒温4h。
具体实施例
以下采用具体实施例对本发明的制备方法及使用效果进行更为详细的表述，但本发明并不限于下述实施例：
实施例一
首先对蜂窝陶瓷载体进行浸渍预处理，采用质量浓度为3％的稀硝酸及2％的乌洛托品浸泡后，载体在450℃温度下烘干煅烧，自然冷却到室温。
其次按0.04∶1∶3的摩尔比将PEG、硝酸铟及硝酸钴配置成浓溶液，将载体浸入溶液中48h，烘干负载后的载体。
最后按2∶5的摩尔比将尿素及钨酸钠配置成浓溶液，将上述负载处理后的载体浸入溶液中，在70℃下烘干后进行程序升温煅烧，经300℃恒温3h后，升温至600℃恒温4h后自然冷却到室温制成用于一氧化氮氧化的催化剂。
在用于含氮氧化物的烟气催化氧化时，将该催化剂下以4000/h的装载量条件，催化氧化带有饱和水蒸气的烟气。烟气的温度为150～160℃，初始总氮氧化物浓度为605mg/m3，一氧化氮浓度为370mg/m3，二氧化氮浓度为39mg/m3，二氧化硫为300mg/m3，氧含量为6.5％。经过催化剂床层后，烟气中的二氧化氮浓度为453mg/m3，氧化转化率达到73％。
实施例二
首先对蜂窝陶瓷载体进行浸渍预处理，采用质量浓度为5％的稀硝酸及8％的乌洛托品浸泡后，载体在550℃温度下烘干煅烧，自然冷却到室温。
其次按0.25∶2∶3的摩尔比将PEG、硝酸铟及硝酸钴配置成浓溶液，将载体浸入溶液中72h，烘干负载后的载体。
最后按2∶7的摩尔比将尿素及钨酸钠配置成浓溶液，将上述负载处理后的载体浸入溶液中，在70℃下烘干后进行程序升温煅烧，经300℃恒温3h后，升温至600℃恒温4h后自然冷却到室温制成用于一氧化氮氧化的催化剂。
在用于含氮氧化物的烟气催化氧化时，将该催化剂下以8000/h的装载量条件，催化氧化带有饱和水蒸气的烟气。烟气的温度约为110℃，初始总氮氧化物浓度为450mg/m3，一氧化氮浓度为261mg/m3，二氧化氮浓度为49mg/m3，二氧化硫为25mg/m3，氧含量为3.1％。经过催化剂床层后，烟气中的二氧化氮浓度为192mg/m3，氧化转化率为55％。
实施例三
首先对分子筛载体进行浸渍预处理，采用质量浓度为3％的稀硝酸及5％的乌洛托品浸泡后，在500℃温度下烘干煅烧，自然冷却到室温。
其次按0.06∶1∶2的摩尔比将PEG、硝酸铟及硝酸钴配置成浓溶液，将载体浸入溶液中72h，烘干负载后的载体。
最后按2∶6的摩尔比将尿素及钨酸钠配置成浓溶液，将上述负载处理后的载体浸入溶液中，在70℃下烘干后进行程序升温煅烧，经300℃恒温3h后，升温至600℃恒温4h后自然冷却到室温制成用于一氧化氮氧化的催化剂。
在用于含氮氧化物的烟气催化氧化时，将该催化剂下以4000/h的装载量条件，催化氧化带有饱和水蒸气的烟气。烟气的温度约为150℃，初始总氮氧化物浓度为595mg/m3，一氧化氮浓度为345mg/m3，二氧化氮浓度为67mg/m3，二氧化硫为8mg/m3，氧含量7.5％。经过催化剂床层后，烟气中的二氧化氮浓度为536mg/m3，氧化转化率达到88％。
实施例四
首先对分子筛载体进行浸渍预处理，采用质量浓度为3％的稀硝酸及6％的乌洛托品浸泡后，在500℃温度下烘干煅烧，自然冷却到室温。
其次按0.09∶1∶2的摩尔比将PEG、硝酸铟及硝酸钴配置成浓溶液，将载体浸入溶液中48h，烘干负载后的载体。
最后按2∶6的摩尔比将尿素及钨酸钠配置成浓溶液，将上述负载处理后的载体浸入溶液中，在70℃下烘干后进行程序升温煅烧，经300℃恒温3h后，升温至600℃恒温4h后自然冷却到室温制成用于一氧化氮氧化的催化剂。
在用于含氮氧化物的烟气催化氧化时，将该催化剂下以3000/h的装载量条件，催化氧化带有饱和水蒸气的烟气。烟气的温度约为310℃，初始总氮氧化物浓度为530mg/m3，一氧化氮浓度为330mg/m3，二氧化氮浓度为29mg/m3，二氧化硫为250mg/m3，氧含量8.1％。经过催化剂床层后，烟气中的二氧化氮浓度为428mg/m3，氧化转化率达到79％。

Claims (3)

1.一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂制备方法，其特征包含下列步骤：
首先对载体进行浸渍预处理，采用稀硝酸及乌洛托品浸泡，烘干煅烧，自然冷却到室温；
其次按一定的摩尔比，将PEG、硝酸铟及硝酸钴配置成浓溶液，将载体浸入溶液中，浸泡一定时间后，烘干负载后的载体；
最后按一定的摩尔比，将尿素及钨酸钠配置成浓溶液，将上述负载处理后的载体浸入溶液中，在一定温度下烘干，然后进行程序升温煅烧，制成所需的催化剂。
2.一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂制备方法，其特征在于采用权利要求1所述的步骤进行催化剂制备时，采用以下工艺参数：
a)载体选用蜂窝陶瓷及分子筛载体其中的一种；
b)稀硝酸浓度范围为：3％～5％；
c)乌洛托品质量浓度范围为：2％～8％；
d)载体第一次煅烧温度范围为：450～550℃；
e)硝酸铟与硝酸钴的摩尔比例范围为：1∶3～2∶3；
f)PEG与硝酸盐的摩尔比范围为：0.01～0.05；
g)载体浸泡时间不低于48小时；
h)尿素与钨酸钠的摩尔比范围为：2∶5～2∶7；
i)载体最后一次烘干温度为70℃；
i)载体程序升温的煅烧条件为：300℃恒温3h后，升温至600℃恒温4h。
3.一种用于烟气脱硝的选择性氧化催化剂，其特征是采用权利要求1及权利要求2所述的方法制备而成。
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