CN110773191A - 脱二噁英协同脱硝的催化剂及其制备方法 - Google Patents
脱二噁英协同脱硝的催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110773191A CN110773191A CN201910985920.6A CN201910985920A CN110773191A CN 110773191 A CN110773191 A CN 110773191A CN 201910985920 A CN201910985920 A CN 201910985920A CN 110773191 A CN110773191 A CN 110773191A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- parts
- salt
- powder
- catalyst
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 56
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 16
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 8
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000000918 Europium Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000001462 antimony Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 8
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000001206 Neodymium Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 150000002603 lanthanum Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 159000000008 strontium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 21
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 21
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K antimony trichloride Chemical group Cl[Sb](Cl)Cl FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 7
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims description 7
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 claims description 7
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical group [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical group [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 77
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 10
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 6
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 5
- GAGGCOKRLXYWIV-UHFFFAOYSA-N europium(3+);trinitrate Chemical compound [Eu+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GAGGCOKRLXYWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CFYGEIAZMVFFDE-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);trinitrate Chemical compound [Nd+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CFYGEIAZMVFFDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate Chemical compound [La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- -1 cobalt nitrate) Chemical compound 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- HIVLDXAAFGCOFU-UHFFFAOYSA-N ammonium hydrosulfide Chemical compound [NH4+].[SH-] HIVLDXAAFGCOFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940058905 antimony compound for treatment of leishmaniasis and trypanosomiasis Drugs 0.000 description 2
- 150000001463 antimony compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 2
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 2
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 229910019589 Cr—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTFRQGKRQDQMCU-UHFFFAOYSA-N O1C=COC=C1.[Ca] Chemical compound O1C=COC=C1.[Ca] HTFRQGKRQDQMCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 206010043275 Teratogenicity Diseases 0.000 description 1
- JTCFNJXQEFODHE-UHFFFAOYSA-N [Ca].[Ti] Chemical compound [Ca].[Ti] JTCFNJXQEFODHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N chromium(2+);methanidylidynechromium Chemical compound [Cr+2].[Cr]#[C-].[Cr]#[C-] GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 231100000299 mutagenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007886 mutagenicity Effects 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 231100000211 teratogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 229910001773 titanium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8898—Manganese, technetium or rhenium containing also molybdenum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
本发明公开了一种脱二噁英协同脱硝的催化剂的制备方法，包括以下步骤：向镧盐、锶盐、钕盐、锰盐、铬盐和铁盐加入水，加热至40‑60℃，搅拌至溶解后加入氧化硅与活性炭粉，混炼成第一泥料；将第一泥料挤出成型，再在20‑60℃干燥、500‑550℃焙烧，然后粉碎成多孔粉体；在仲钼酸铵、偏钒酸铵、钴盐、锑盐、铈盐、铕盐中加入氨水充分混合，再加入80‑90℃的水，溶解成第一溶液；将纳米二氧化钛、微碳铬铁粉、水和氨水混合得到第二混合物；将第一溶液加入第二混合物中，搅拌后加入多孔粉体，玻璃纤维丝、聚环氧乙烷、羧甲基纤维素制成第二泥料；将第二泥料经陈腐后，挤出成型，再经20‑70℃干燥、480‑550℃焙烧。该方法可制得在150‑400℃可用的脱二噁英协同脱硝催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱二噁英、脱硝领域，具体涉及一种脱二噁英协同脱硝的催化剂及其制备方法。
背景技术
二噁英是一种持续性有机污染物，一类强致癌物质，且半衰期长，具有很强的化学稳定性和热稳定性，很难在生物体内被降解排出，因而在生物体内长期滞留。而人在食物链的顶端，这样就很容易通过食物链的逐步集聚作用把二噁英输送到人体内，造成二噁英的富集，产生“三致”效应，即致畸性、致癌性和致突变性。因此，国内外对二噁英的排放都有明确的排放标准要求，目前大多数领域执行的排放标准是：≤0.1ng-TEQ/Nm3。
二噁英的主要来源有生活垃圾焚烧、医疗废弃物焚烧、危废焚烧、尸体焚烧、金属冶炼、炼铁烧结、球团以及含氯化合物的生产。对于二噁英的控制方法，一方面应采用更先进的焚烧技术来减少二噁英的产生，另一方面需要对排放的尾气进行处理。传统的处理方法主要有活性炭吸附法和烟气激冷法。其中烟气激冷法是将含二噁英的烟气从800℃以上通过冷水或冰水快速冷却至常温，从而使得二噁英来不及形成。虽然该方法理论上可行，但实际应用时很难达到二噁英无法形成的冷却速度，所以，仍然还会有一定量的二噁英形成，甚至超过排放标准。另外，将800℃的烟气热量直接降至常温会造成极大的能源损失(这种热量通常都会用来产生蒸汽或者余热回收发电)，而且制造冰水又要耗费能量，所以这种两方面的能量损失是许多企业难以接受与承受的。活性炭吸附法是通过活性炭的物理吸附去除二噁英，利用活性炭的吸附性能将二噁英吸附到活性炭的微孔中，然后通过除尘将吸附有二噁英钙的活性炭收集、固化并填埋处理。该处理方法虽然将二噁英从烟气中脱除，但并未分解二噁英，二噁英的巨大毒性还存在于活性炭中，埋入土中的二噁英还有可能被植物吸收，然后进入生物体内，最终危害人类。
更科学有效的方法是通过选择性催化氧化(SCO)的方法分解二噁英。用催化燃烧技术处理二噁英是一种非常高效的处理方法，可以在较低的温度下(150-400℃)将二噁英分解为二氧化碳、水和盐酸等小分子无机物，因此，发明一种低温高效的SCO催化剂是催化降解二噁英类持续性有机污染物的关键所在。
含有二噁英的烟气中常常同时含有较高浓度的氮氧化物(NOx)，比如生活垃圾焚烧、医废焚烧、危废焚烧、钢铁厂的烧结机等烟气都含有较高浓度的二噁英和氮氧化物，所以，在脱二噁英的同时也需要同步脱硝。通常的做法是先进行300℃以上的中高温脱硝，然后再脱二噁英，采取两套体系分别脱除二噁英与氮氧化物，这不仅大大增加投资成本，而且设备占用空间成倍增加，脱除效果还不一定能得到有效的保证。
传统的脱硝方法主要有活性炭法、氧化法、臭氧法、非选择性催化还原SNCR法、选择性催化还原SCR法等，各有优缺点，其中SCR法具有高温下效率较高，适用面较广等优点，但存在低温下脱硝效率低、易中毒等缺点，也无法在同一个反应器中同步有效脱除二噁英。因此，发明一种在低温及较大温度范围内同时将二噁英与氮氧化物脱除并分解成无毒物质的双重功能催化剂具有极其重要的科技价值与社会意义。通过本发明创造，提升催化剂的低温活性与抗中毒能力，使其SCO脱二噁英的效率与SCR脱硝的效率同时达到较高水平，满足国家的超低排放标准要求，还可以大大降低投资成本与运行成本，减少环保设备的占用空间。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能在150-400℃脱二噁英协同脱硝的催化剂，通过合理配置钙钛矿型催化结构与过渡金属氧化物催化活性部分，达到从低温到高温脱二噁英协同脱硝，并且提高催化活性和抗中毒能力的目的。
根据本发明的一个方面，提供一种脱二噁英协同脱硝的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、向10-15重量份的镧盐、5-8重量份的锶盐、5-8重量份的钕盐、10-15重量份的锰盐，5-8重量份的铬盐和5-8重量份的铁盐加入18-25重量份的水，加热至40-60℃，搅拌至完全溶解，然后加入20-30重量份的氧化硅与4-8重量份的活性炭粉，混炼均匀成第一泥料；
步骤2、将所述第一泥料挤出成型，再在20-60℃干燥4-6天，在500-550℃焙烧1天，然后粉碎制成多孔粉体；
步骤3、在4-7重量份的仲钼酸铵、12-18份重量份的偏钒酸铵、2-5重量份的钴盐、1-3重量份的锑盐、6-10重量份的铈盐、2-4重量份的铕盐中加入6-9重量份的质量浓度为15-25％的氨水充分混合均匀，再加入28-35重量份的80-90℃的水，直至完全溶解成第一溶液；
步骤4、将50-60重量份的纳米二氧化钛、10-15重量份的微碳铬铁粉、20-27重量份的水和6-8重量份的质量浓度为15-25％的氨水搅拌混合均匀得到第二混合物；
步骤5、将所述第一溶液加入所述第二混合物中，搅拌均匀后再加入步骤2制得的多孔粉体，然后加入8-13重量份的玻璃纤维丝、1.6-2.6重量份的聚环氧乙烷、1.0-1.7重量份的羧甲基纤维素，搅拌并制成第二泥料；
步骤6、将所述第二泥料经陈腐40-60小时后，挤出成蜂窝状或颗粒状，再经20-70℃干燥10-15天，并经480-550℃焙烧2-3天，即得所述脱二噁英协同脱硝的催化剂。
所述镧盐、锶盐、钕盐、铬盐、铁盐、钴盐、铈盐和铕盐均为硝酸盐，所述锰盐为乙酸锰，且所述锑盐为氯化锑。
所述步骤1中，氧化硅为晶粒大小为10-20nm的纳米态氧化硅。
所述步骤1中，所述活性炭粉为2000目粉体。
所述步骤2中，所述多孔粉体的粒度为800-1500目。
所述步骤4中，所述纳米二氧化钛为锐钛型结构，纳米晶粒大小为8-15nm，比表面积为90-120m2/g；所述微碳铬铁粉的成分为C≤0.1％、Cr≥60％、Fe余量，粒度为1500-2000目。
所述步骤5中，所述玻璃纤维丝的丝径为3-5μm，长度为1-3mm，分散度为90％以上。
根据本发明的另一方面，提供一种脱二噁英协同脱硝的催化剂，包括载体，以及分散在所述载体中的多孔粉体和过渡金属氧化物催化活性部分；
所述多孔粉体具有表达式为ABO3的钙钛矿结构，其中，A表示位于所述钙钛矿结构中A位的镧、锶或钕元素，B表示由锰盐、铬盐和铁盐互溶形成的位于所述钙钛矿结构中B位的锰、铬或铁元素；
所述过渡金属氧化物催化活性部分包括主活性元素和助活性元素，其中，所述主活性元素包括钒、钴、铬和铁，所述助活性元素包括钼、锑、铈和铕。
所述过渡金属氧化物催化活性部分中的铁和铬元素形成氧化铬和氧化铁的化合结构(Cr,Fe)Ox。
进一步地，所述脱二噁英协同脱硝的催化剂进一步包括均匀分散在所述多孔粉体中的纳米氧化硅和活性炭粉。
因此，根据本发明的脱二噁英协同脱硝的催化剂解决了选择性催化氧化去除二噁英需要在较低温度下才高效，选择性催化还原脱硝需要较高温度下才高效的反向矛盾，协调了催化氧化与催化还原的有机统一，实现了从低温到高温能够同时高效脱除二噁英和脱硝，提高了催化剂的活性与稳定性，延长了使用寿命，并且增强了抗氯、氯化氢、硫化氢、氧化硫、硫铵盐、水、碱(碱土)金属的中毒能力。
具体实施方式
根据本发明提供的脱二噁英协同脱硝的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、向10-15重量份的镧盐、5-8重量份的锶盐、5-8重量份的钕盐、10-15重量份的锰盐，5-8重量份的铬盐和5-8重量份的铁盐加入18-25重量份的水，加热至40-60℃，搅拌至完全溶解，然后加入20-30重量份的氧化硅与4-8重量份的活性炭粉，混炼均匀成第一泥料；
步骤2、将所述第一泥料挤出成型，再在20-60℃干燥4-6天，在500-550℃焙烧1天，然后粉碎制成多孔粉体；
步骤3、在4-7重量份的仲钼酸铵、12-18份重量份的偏钒酸铵、2-5重量份的钴盐、1-3重量份的锑盐、6-10重量份的铈盐、2-4重量份的铕盐中加入6-9重量份的质量浓度为15-25％的氨水充分混合均匀，再加入28-35重量份的80-90℃的水，直至完全溶解成第一溶液；
步骤4、将50-60重量份的纳米二氧化钛、10-15重量份的微碳铬铁粉、20-27重量份的水和6-8重量份的质量浓度为15-25％的氨水搅拌混合均匀得到第二混合物；
步骤5、将所述第一溶液加入所述第二混合物中，搅拌均匀后再加入步骤2制得的多孔粉体，然后加入8-13重量份的玻璃纤维丝、1.6-2.6重量份的聚环氧乙烷、1.0-1.7重量份的羧甲基纤维素，搅拌并制成第二泥料；
步骤6、将所述第二泥料经陈腐40-60小时后，挤出成蜂窝状或颗粒状，再经20-70℃干燥10-15天，并经480-550℃焙烧2-3天，即得所述脱二噁英协同脱硝的催化剂。
步骤1中，氧化硅为纳米态氧化硅，纳米晶粒大小为10-20nm，活性炭粉为2000目粉体。
步骤4中，纳米二氧化钛为锐钛型二氧化钛，纳米晶粒大小为8-15nm，比表面积为90-120m2/g；微碳铬铁粉的成分要求为C≤0.1％、Cr≥60％、Fe余量，粉体的粒度为1500-2000目。
步骤5中，玻璃纤维丝的丝径为3-5μm，长度为1-3mm，分散度90％以上；聚环氧乙烷与羧甲基纤维素的粘均分子量分别为4000000-6000000和20000-50000。
上述方法中，镧盐、锶盐、钕盐、铬盐、铁盐、钴盐、铈盐和铕盐优选为硝酸盐，锰盐优选为乙酸锰，锑盐优选为氯化锑。这些盐都能在水中溶解形成离子状态，有利于成键形成化合物，从而形成交联结构。
经过步骤2的挤出成型、干燥、焙烧和粉碎步骤，制得超细多孔粉体。其中，该粉碎步骤可用切削磨或气流磨进行。制得的超细多孔粉体的粒径优选为800-1500目。
在本发明的制备方法中，各个步骤所用的水优选为纯水。
在本发明的脱二噁英协同脱硝的催化剂制备方法中，为改善活性组分的分散性，提高活性组分之间及与载体的相互作用效果，所加的水份量为过量状态，并且通常在步骤5通过热排潮作用调整水分含量，制得均匀且软硬合适的泥料。
根据本发明的脱二噁英协同脱硝的催化剂，包括载体，以及分散在载体中的多孔粉体和过渡金属氧化物催化活性部分。
上述多孔粉体具有钙钛矿结构，其中，硝酸镧、硝酸锶、硝酸钕互溶后形成钙钛矿结构中A位的物质，乙酸锰、硝酸铬、硝酸铁互溶后形成钙钛矿结构中B位的物质。由此，该钙钛矿结构可用结构式ABO3表达：(La、Sr、Nd)(Mn、Cr、Fe)O3。在本发明的元素组合中，既考虑了脱二噁英的能力又考虑了脱硝的作用，在A位上的镧(La)、锶(Sr)、钕(Nd)电负性分别为1.10、0.95、1.14，容易失去电子，表现出较好的还原性，这对于选择性催化还原(SCR)脱硝反应有利；而B位上的锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)电负性分别为1.55、1.66、1.83，具有较强的夺取电子的能力，这对于选择性催化氧化(SCO)脱二噁英反应有益。该配比的钙钛矿结构拥有大量的表面活性氧物种，从而具有高催化活性，并能去除催化剂表面吸附的氯原子，同时烟气中的水蒸气也能迅速地移除钙钛矿催化剂表面吸附的氯原子，这有利于提高催化剂的抗氯与氯化氢中毒能力。为了提高上述钙钛矿物质在催化剂中的分散性孔隙率，加入纳米氧化硅与活性炭粉混炼均匀，再经过挤条、烘干、焙烧、磨粉后制成超细粉体。在焙烧过程中，活性炭颗粒会氧化成CO、CO2逃出，形成丰富的孔容孔道，这可以显著增强对氧、氨、二噁英、NOx等物质的吸附作用，提高活性元素与脱除物质接触机会与反应效率。
上述过渡金属氧化物催化活性部分包括主活性元素和助活性元素，其中，主活性元素包括钒、钴、铬和铁，助活性元素包括钼、锑、铈和铕。
具体地，由仲钼酸铵、偏钒酸铵、钴盐(例如硝酸钴)、锑盐(例如氯化锑)、铈盐(例如硝酸铈)、铕盐(例如硝酸铕)互溶后并经过与纳米二氧化钛、微碳铬铁等混炼及焙烧后形成主活性元素钒、钴、铬、铁，助活性元素钼、锑、铈、铕。
在上述过渡金属氧化物催化活性部分中，主活性元素与助活性元素形成了同时具有良好SCO反应与SCR反应选择性的化合结构。铈、铕物质具有丰富的价态结构，具备良好的储氧与供氧能力，有助于同时SCO脱二噁英和SCR脱硝。钼、锑化合物的强氧化性可促进脱二噁英的SCO反应，其抗氯、氯化氢、硫化氢的中毒能力较强，而对以氨气作为还原剂的SCR脱硝反应影响很小。钒、钴、铬、铁化合物对NOx的还原能力较好，同时由于其电负性处于中等水平，对二噁英的SCO反应也具有一定促进作用。
上述钙钛矿结构的催化活性部分通过预制超细多孔粉的形式加入到最后的制备催化剂的泥料中，具有两方面的特征效果：1)可以避免钙钛矿结构被其他元素混杂干扰而影响相应的性能；2)若大量的活性物质都以硝酸盐态、硫酸盐态或氯化物态的形式加入，制备过程中会分解出大量的气体，这使得生产工艺会变得非常艰难，成品率低，产品的强度与耐磨性都会偏低。而以本发明的方法通过预制多孔粉体进行制备，则可避免上述问题。
在组分中加入微碳铬铁粉的目的在于：超细的微碳铬铁粉体颗粒表面在锻烧过程易形成氧化态，Cr-Fe固溶体氧化后成为氧化铬与氧化铁的化合结构(Cr,Fe)Ox，其化合均匀性超过添加硝酸铬与硝酸铁的效果。本发明中从提高催化剂活性及使用寿命考虑，要求添加量较大，若通过添加大量的硝酸铬与硝酸铁的方式不可行，因为锻烧过程中容易产生大量的NOx，逸出时影响催化剂强度与耐磨性。
用于本发明的微碳铬铁粉体要求C≤0.1％，若碳含量过高，则容易形成碳化铬与碳化铁，阻碍氧化铬与氧化铁的形成，而且碳氧化后形成大量的CO2和CO，逸出时影响催化剂的强度，留在催化剂内则影响二噁英、氨、氧、NOx等在活性位上的吸附，形成竞争关系，导致二噁英与NOx的分解效果降低。
由于本发明采用双活性体系的结构，添加的活性组分比较多，所以要求制得的胶泥体经过足够的陈腐时间，使得各组分充分浸润与反应，得到所设计的成分。烘干与焙烧过程采用较长时间且缓慢升温方式，以使分解出来的气态物质缓慢而充分地析出，减少对催化剂结构成分、强度与耐磨性的影响，使得催化剂结构更丰富，稳定性和可靠性得以提高。
本脱二噁英协同脱硝的催化剂制备过程中，为改善活性组分的分散性，提高活性组分之间及与载体的相互作用效果，所加的纯水份量为过量状态，通过热排潮作用调整水分含量，使泥料实现良好挤出工艺效果。
此外，本发明的脱二噁英协同脱硝催化剂还包含玻璃纤维丝，优选丝径为3-5μm、长度为1-3mm的玻璃纤维丝，且要求分散度90％以上。丝径细小的玻璃纤维丝比较柔软，在混料过程不易折断，不会被粉末化，长度较短、分散度较好，则有利于制备30-50孔的蜂窝状催化剂。通常脱二噁英催化剂布置于除尘器后，选取密孔结构可以提高催化剂表观面积，降低催化剂用量及建设成本。
根据本发明的脱二噁英协同脱硝催化剂是选择性催化氧化/还原型催化剂，其中钙钛矿型催化活性部分具备良好的催化稳定性，在较高的温度下具有一定的脱二噁英的催化活性和一定的脱硝催化能力，过渡金属氧化物催化活性部分抗氯、氯化氢、硫化氢、氧化硫、硫铵盐、水、碱(碱土)金属的能力较强，在较低温度下具有较高的脱二噁英活性和一定的脱硝催化活性，通过过渡金属复合氧化物催化活性部分与钙钛矿型催化活性部分的双活性体系的组合结构，可以达到从低温到高温的脱二噁英协同脱硝的优良性能，且抗中毒能力明显提高。
通过下列实施例的方式进一步说明本发明，本发明的范围并不局限于下列实施例。
实施例
实施例1
通过以下重量份的组分制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
其中，氧化硅为纳米态氧化硅，纳米晶粒大小为10-20nm，活性炭粉为2000目粉体；
二氧化钛为锐钛型二氧化钛，纳米晶粒大小为8-15nm，比表面积为90-120m2/g；
微碳铬铁粉的成分为C≤0.1％、Cr≥60％、Fe余量，粉体的粒度为1500-2000目；
玻璃纤维丝的丝径为3-5μm，长度为1-3mm，分散度90％以上；
P.E.O和CMC的粘均分子量分别为4000000和20000。
利用上述组分通过以下步骤制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
(1)在10重量份硝酸镧、8重量份硝酸锶、5重量份硝酸钕、15重量份乙酸锰、5重量份硝酸铬、8重量份硝酸铁中加入18重量份的纯水，并加热至40℃，搅拌至互相溶解，然后加入20重量份的氧化硅与8重量份的活性炭粉，混炼均匀成膏泥体；
(2)将步骤(1)制得的膏泥体挤出成条状，再经60℃干燥4天并经550℃焙烧1天，然后用切削磨或气流磨粉碎制成800目的超细多孔粉体，待用；
(3)在4重量份的仲钼酸铵、18份重量份的偏钒酸铵、2重量份的硝酸钴、3重量份的氯化锑、6量份的硝酸铈、4重量份的硝酸铕中加入6重量份的质量浓度为25％的氨水充分混合均匀，再加入80℃的28重量份的纯水，直至完全溶解成均匀液体，待用；
(4)将50重量份的纳米二氧化钛、15重量份的微碳铬铁粉、20重量份的纯水和6重量份的质量浓度为25％的氨水搅拌混合均匀；
(5)将所述步骤(3)制得的混合溶液加入所述步骤(4)制得的产物中，搅拌均匀后再加入步骤(2)制得的超细多孔粉体，然后加入8重量份的玻璃纤维丝、2.6重量份的P.E.O、1.0重量份的CMC，将其搅拌均匀制成胶泥体；
(6)将步骤(5)制得的胶泥体经陈腐40小时后，挤出成蜂窝状或颗粒状，再经70℃干燥10天并经550℃焙烧2天。即得所述的SCO脱二噁英协同脱硝的催化剂。
实施例2
通过以下重量份的组分制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
其中，氧化硅为纳米态氧化硅，纳米晶粒大小为10-20nm，活性炭粉为2000目粉体；
二氧化钛为锐钛型二氧化钛，纳米晶粒大小为8-15nm，比表面积为90-120m2/g；
微碳铬铁粉的成分为C≤0.1％、Cr≥60％、Fe余量，粉体的粒度为1500-2000目；
玻璃纤维丝的丝径为3-5μm，长度为1-3mm，分散度90％以上；
P.E.O和CMC的粘均分子量分别为6000000和50000。
利用上述组分通过以下步骤制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
(1)在15重量份硝酸镧、5重量份硝酸锶、8重量份硝酸钕、10重量份乙酸锰、8重量份硝酸铬、5重量份硝酸铁中加入25重量份的纯水，并加热至60℃，搅拌至互相溶解，然后加入30重量份的氧化硅与4重量份的活性炭粉，混炼均匀成膏泥体；
(2)将步骤(1)制得的膏泥体挤出成条状，再经20℃干燥6天并经500℃焙烧1天，然后用切削磨或气流磨粉碎制成1500目的超细多孔粉体，待用；
(3)在7重量份的仲钼酸铵、12份重量份的偏钒酸铵、5重量份的硝酸钴、1重量份的氯化锑、10量份的硝酸铈、2重量份的硝酸铕中加入9重量份的质量浓度为15％的氨水充分混合均匀，再加入90℃的35重量份的纯水，直至完全溶解成均匀液体，待用；
(4)将60重量份的纳米二氧化钛、10重量份的微碳铬铁粉、27重量份的纯水和8重量份的质量浓度为15％的氨水搅拌混合均匀；
(5)将所述步骤(3)制得的混合溶液加入所述步骤(4)制得的产物中，搅拌均匀后再加入步骤(2)制得的超细多孔粉体，然后加入13重量份的玻璃纤维丝、1.6重量份的P.E.O、1.7重量份的CMC，将其搅拌均匀制成胶泥体；
(6)将步骤(5)制得的胶泥体经陈腐60小时后，挤出成蜂窝状或颗粒状，再经20℃干燥15天并经500℃焙烧3天。即得所述的SCO脱二噁英协同脱硝的催化剂。
实施例3
通过以下重量份的组分制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
其中，氧化硅为纳米态氧化硅，纳米晶粒大小为10-20nm，活性炭粉为2000目粉体；
二氧化钛为锐钛型二氧化钛，纳米晶粒大小为8-15nm，比表面积为90-120m2/g；
微碳铬铁粉的成分为C≤0.1％、Cr≥60％、Fe余量，粉体的粒度为1500-2000目；
玻璃纤维丝的丝径为3-5μm，长度为1-3mm，分散度90％以上；
P.E.O和CMC的粘均分子量分别为5000000和30000。
利用上述组分通过以下步骤制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
(1)在13重量份硝酸镧、6重量份硝酸锶、7重量份硝酸钕、12重量份乙酸锰、6重量份硝酸铬、7重量份硝酸铁中加入22重量份的纯水，并加热至50℃，搅拌至互相溶解，然后加入25重量份的氧化硅与6重量份的活性炭粉，混炼均匀成膏泥体；
(2)将步骤(1)制得的膏泥体挤出成条状，再经40℃干燥5天并经520℃焙烧1天，然后用切削磨或气流磨粉碎制成1200目的超细多孔粉体，待用；
(3)在5重量份的仲钼酸铵、15份重量份的偏钒酸铵、3重量份的硝酸钴、2重量份的氯化锑、8量份的硝酸铈、3重量份的硝酸铕中加入7重量份的质量浓度为18％的氨水充分混合均匀，再加入85℃的30重量份的纯水，直至完全溶解成均匀液体，待用；
(4)将55重量份的纳米二氧化钛、13重量份的微碳铬铁粉、23重量份的纯水和7重量份的质量浓度为18％的氨水搅拌混合均匀；
(5)将所述步骤(3)制得的混合溶液加入所述步骤(4)制得的产物中，搅拌均匀后再加入步骤(2)制得的超细多孔粉体，然后加入11重量份的玻璃纤维丝、2.2重量份的P.E.O、1.3重量份的CMC，将其搅拌均匀制成胶泥体；
(6)将步骤(5)制得的胶泥体经陈腐50小时后，挤出成蜂窝状或颗粒状，再经50℃干燥12天并经520℃焙烧2天，即得所述的SCO脱二噁英协同脱硝的催化剂。
对比例1
该对比例选用典型的活性炭吸附剂，而活性炭吸附剂适用温度≤150℃，故该对比例只能作150℃的性能比较。
对比例2
该对比例选用典型的V2O5/TiO2系催化剂通过以下重量份的组分制备V2O5/TiO2系的中高温型催化剂：
其中，氧化硅为纳米态氧化硅，纳米晶粒大小为10-20nm；
二氧化钛为锐钛型二氧化钛，纳米晶粒大小为8-15nm，比表面积为90-120m2/g；
P.E.O和CMC的粘均分子量分别为4000000和20000。
对比例3
以与实施例1相同的方法制备催化剂，不同之处在于步骤4中用质量比为6:4的硝酸铬和硝酸铁代替微碳铬铁粉。
通过以下重量份的组分制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
对比例4
以与实施例1相同的方法制备催化剂，不同之处在于不加入硝酸钕、硝酸锶、氯化锑、硝酸铕和硝酸钴。
通过以下重量份的组分制备脱二噁英协同脱硝催化剂：
性能比较
对以上根据实施例1至3以及对比例1至4制得的催化剂进行脱硝和脱二噁英效率、抗硫抗水能力、强度和耐磨性等物理性能检测，具体结果如以下表1和表2所示。
表1
注：(1)脱硝效率的测试条件为：NOx浓度1000mg/m3，NH3:NOx摩尔比＝1:1；O2浓度6％；空速：6000-1(30*30孔)；载气N2。
(2)抗硫抗水性能的测试条件为：SO2浓度15000mg/m3；水蒸汽含量25％；其它条件同上。
(3)脱二噁英效率的测试条件为：二噁英浓度20ng/m3。
由表1可知，本发明实施例1至3制备的催化剂的脱硝效率以及脱二噁英效率均高于对比例1至4所用的催化剂。对比例1的活性炭催化剂只适用于烟气温度≤150℃的情况，拥有非常大的使用局限性。而另外，经过500h的通硫通水实验后，对比例2的催化剂脱硝效率下降非常明显，且完全不能恢复到之前的效率；而对比例3及4，脱硝效率有一定的下降，但脱硝能力可部分恢复。而与之相比，根据本发明实施例1至3的脱二噁英协同脱硝催化剂在拥有极佳的脱硝及脱二噁英能力的同时，其抗硫抗水性能也极为出色，并不会出现对比例中的催化剂所存在的中毒失活问题。
表2
| 性能名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
| 轴向抗压强度，MPa | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 2.2 | 2.8 | 2.7 |
| 径向抗压强度，MPa | 1.4 | 1.6 | 1.5 | 0.9 | 1.0 | 1.1 |
| 耐磨性，％/kg | 0.05 | 0.05 | 0.06 | 0.09 | 0.08 | 0.09 |
注：对比例1因不是蜂窝式的催化剂，故不做上述物理性能比较。
由表2可知，根据本发明实施例1至3的催化剂的轴向、径向抗压强度以及耐磨性也明显优于三个对比例。
虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。
Claims (10)
1.一种脱二噁英协同脱硝的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、向10-15重量份的镧盐、5-8重量份的锶盐、5-8重量份的钕盐、10-15重量份的锰盐，5-8重量份的铬盐和5-8重量份的铁盐加入18-25重量份的水，加热至40-60℃，搅拌至完全溶解，然后加入20-30重量份的氧化硅与4-8重量份的活性炭粉，混炼均匀成第一泥料；
步骤2、将所述第一泥料挤出成型，再在20-60℃干燥4-6天，在500-550℃焙烧1天，然后粉碎制成多孔粉体；
步骤3、在4-7重量份的仲钼酸铵、12-18份重量份的偏钒酸铵、2-5重量份的钴盐、1-3重量份的锑盐、6-10重量份的铈盐、2-4重量份的铕盐中加入6-9重量份的质量浓度为15-25％的氨水充分混合均匀，再加入28-35重量份的80-90℃的水，直至完全溶解成第一溶液；
步骤4、将50-60重量份的纳米二氧化钛、10-15重量份的微碳铬铁粉、20-27重量份的水和6-8重量份的质量浓度为15-25％的氨水搅拌混合均匀得到第二混合物；
步骤5、将所述第一溶液加入所述第二混合物中，搅拌均匀后再加入步骤2制得的多孔粉体，然后加入8-13重量份的玻璃纤维丝、1.6-2.6重量份的聚环氧乙烷、1.0-1.7重量份的羧甲基纤维素，搅拌制成第二泥料；
步骤6、将所述第二泥料经陈腐40-60小时后，挤出成蜂窝状或颗粒状，再经20-70℃干燥10-15天，并经480-550℃焙烧2-3天，即得所述脱二噁英协同脱硝的催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镧盐、锶盐、钕盐、铬盐、铁盐、钴盐、铈盐和铕盐均为硝酸盐，所述锰盐为乙酸锰，且所述锑盐为氯化锑。
3.根据权利要求1所述的制备方法，所述步骤1中，氧化硅为晶粒大小为10-20nm的纳米态氧化硅。
4.根据权利要求1所述的制备方法，所述步骤1中，所述活性炭粉为2000目粉体。
5.根据权利要求1所述的制备方法，所述步骤2中，所述多孔粉体的粒度为800-1500目。
6.根据权利要求1所述的制备方法，所述步骤4中，所述纳米二氧化钛为锐钛型结构，纳米晶粒大小为8-15nm，比表面积为90-120m2/g；所述微碳铬铁粉的成分为C≤0.1％、Cr≥60％、Fe余量，粒度为1500-2000目。
7.根据权利要求1所述的制备方法，所述步骤5中，所述玻璃纤维丝的丝径为3-5μm，长度为1-3mm，分散度为90％以上。
8.一种脱二噁英协同脱硝的催化剂，其特征在于，包括载体，以及分散在所述载体中的多孔粉体和过渡金属氧化物催化活性部分；
所述多孔粉体具有表达式为ABO3的钙钛矿结构，其中，A表示位于所述钙钛矿结构中A位的镧、锶或钕元素，B表示由锰盐、铬盐和铁盐互溶形成的位于所述钙钛矿结构中B位的锰、铬或铁元素；
所述过渡金属氧化物催化活性部分包括主活性元素和助活性元素，其中，所述主活性元素包括钒、钴、铬和铁，所述助活性元素包括钼、锑、铈和铕。
9.根据权利要求8所述的脱二噁英协同脱硝的催化剂，其中，所述过渡金属氧化物催化活性部分中的铁和铬元素形成氧化铬和氧化铁的化合结构(Cr,Fe)Ox。
10.根据权利要求8或9所述的脱二噁英协同脱硝的催化剂，其特征在于，进一步包括均匀分散在所述多孔粉体中的纳米氧化硅和活性炭粉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910883378 | 2019-09-18 | ||
| CN2019108833783 | 2019-09-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110773191A true CN110773191A (zh) | 2020-02-11 |
| CN110773191B CN110773191B (zh) | 2022-09-13 |
Family
ID=69385756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910985920.6A Active CN110773191B (zh) | 2019-09-18 | 2019-10-17 | 脱二噁英协同脱硝的催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110773191B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116116451A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-05-16 | 光大环境科技（中国）有限公司 | 一种低温协同脱硝脱二噁英的复合催化剂制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781603A1 (fr) * | 1995-12-28 | 1997-07-02 | Institut Francais Du Petrole | Procédé de combustion catalytique à plusieurs zones catalytiques successives |
| US20030198582A1 (en) * | 1996-04-10 | 2003-10-23 | Catalytic Solutions, Inc. | Perovskite-type metal oxide compounds and methods of making and using thereof |
| CN1917955A (zh) * | 2003-11-13 | 2007-02-21 | 特莱巴赫工业有限公司 | 尾气催化剂 |
| CN106423193A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 中国建筑材料科学研究总院 | 蜂窝状锰系脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN110022979A (zh) * | 2016-10-11 | 2019-07-16 | 英尼奥斯欧洲股份公司 | 具有选择性共产物hcn生产的氨氧化催化剂 |
-
2019
- 2019-10-17 CN CN201910985920.6A patent/CN110773191B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781603A1 (fr) * | 1995-12-28 | 1997-07-02 | Institut Francais Du Petrole | Procédé de combustion catalytique à plusieurs zones catalytiques successives |
| US20030198582A1 (en) * | 1996-04-10 | 2003-10-23 | Catalytic Solutions, Inc. | Perovskite-type metal oxide compounds and methods of making and using thereof |
| CN1917955A (zh) * | 2003-11-13 | 2007-02-21 | 特莱巴赫工业有限公司 | 尾气催化剂 |
| CN106423193A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 中国建筑材料科学研究总院 | 蜂窝状锰系脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN110022979A (zh) * | 2016-10-11 | 2019-07-16 | 英尼奥斯欧洲股份公司 | 具有选择性共产物hcn生产的氨氧化催化剂 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116116451A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-05-16 | 光大环境科技（中国）有限公司 | 一种低温协同脱硝脱二噁英的复合催化剂制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110773191B (zh) | 2022-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102657435B1 (ko) | 포름알데히드 산화를 촉진하기 위한 망가니즈 촉매 및 그의 제조 및 용도 | |
| CN109731569B (zh) | 具有三维多级孔道结构的蜂窝式scr脱硝催化剂及制备方法 | |
| JP6595088B2 (ja) | 窒素酸化物除去用ｓｃｒ触媒及びその製造方法 | |
| CN109835897B (zh) | 一种金属/杂原子改性白酒糟基活性炭及其制备方法 | |
| CN110586073A (zh) | 一种用于催化氧化消除窑炉烟气中二噁英的催化剂及其制备方法 | |
| CN113209983B (zh) | 一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN114307634A (zh) | 颗粒态脱硝剂及其制备方法和应用 | |
| CN110773191B (zh) | 脱二噁英协同脱硝的催化剂及其制备方法 | |
| CN102068994A (zh) | 一种催化剂及其制备方法 | |
| CN107876053A (zh) | 一种高强度废水处理催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113368848B (zh) | 一种催化氧化低温降解氯苯的催化剂及其制备和使用方法 | |
| CN107376934B (zh) | 铁氧化物柱撑层状氧化锰催化剂及其制备方法、应用 | |
| CN112121816A (zh) | 一种用于垃圾焚烧专用低温催化剂 | |
| US6858562B1 (en) | Catalyst for decomposing organic harmful substances and method for decomposing organic halides by use thereof | |
| CN112246268A (zh) | 一种新型高效的臭氧催化材料及其制备方法 | |
| CN107486206B (zh) | 一种锰基材料及其制备方法和用途 | |
| CN115814829A (zh) | 一种Co与Mo2C共掺杂的生物炭基复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN110270349B (zh) | 一种用于垃圾渗滤液处理的复合催化剂 | |
| CN109289862B (zh) | 一种锰氧化物MnOx负载纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用 | |
| JP2021126599A (ja) | Ｖｏｃ除去触媒及びその製造方法 | |
| CN111821942A (zh) | 用于垃圾焚烧的二噁英高效吸附剂及其制备方法和应用 | |
| KR100473080B1 (ko) | 천연망간광석을 이용하여, 향상된 배연탈질 효율을 갖고암모니아의 소비 및 이산화질소의 배출을 감소시키는질소산화물의 제거방법 | |
| CN115739106B (zh) | 一种复合氧化物的制备方法及应用 | |
| JP3710975B2 (ja) | 低温脱硝触媒 | |
| CN114471564B (zh) | 一种高负载量中低温铁基脱硝催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220815 Address after: No. 3699, Shengang Road, Songjiang District, Shanghai, 201611 Applicant after: SHANGHAI HANYU ENVIRONMENTAL PROTECTION MATERIAL CO.,LTD. Address before: No. 225, Yuele West Street, Juguang Garden, Lucheng District, Wenzhou City, Zhejiang Province, 325029 Applicant before: Liu Shaoguang |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |