CN113209983A - 一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于脱硫脱硝领域,涉及一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂及其制备方法,该催化剂由活性炭及废弃的渣油加氢催化剂组成,在催化剂载体制备过程中加入铵盐,铵盐分解的气体在逃逸过程中形成丰富的孔道,活化气体通过孔道进入载体内部进行反应,在缩短活化时间的同时,可获得大孔容、大比表面、吸附能力强的载体;废弃的渣油加氢催化剂采用饱和浸渍方式负载在载体外层,轻质油汽化冲破堵塞在孔口的焦煤粉和废弃的渣油加氢催化剂层,使得外层具有丰富的孔道,焦煤粉的碳化和收缩,能使废弃的渣油加氢催化剂牢固与载体结合一起并裸露在外表面,使得制备的催化剂具有较高的强度;该方法制备的催化剂活性高,成本低,工艺简单、易操作。

Description

一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于脱硫脱硝领域,尤其涉及一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
我国的能源结构以煤炭为主,煤炭作为燃料被广泛应用于发电、锅炉供暖、冶金等技术领域,煤燃烧时烟气排放量一直居高不下,烟气中含有大量的SO2、NOX等污染物,对环境造成严重的污染,国家已将大气污染治理列入重点防控目标,尤其是硫和氮氧化物指标更是大气污染控制中的重中之重。因此,控制SO2、NOX等污染物的排放,积极研究开发烟气脱硫脱硝技术,是治理环境污染的重要途径。
目前,应用最广泛的是氨选择性催化还原(NH3-SCR)脱硝技术,而催化剂则是NH3-SCR技术中的重要部分。
活性炭具有特殊的表面化学性质,丰富的官能团和大的比表面积以及发达的孔结构和较好的吸附活性;过渡金属Mn、V等作为催化剂活性金属具有较高的脱硫脱硝性能。
中国专利CN106345453A公开了一种炭基材料低温脱硝催化剂及其制备方法,催化剂主要特征是以炭基材料为载体,以钒、钨和铈为活性组分;制备过程中,先用硝酸溶液对炭基材料进行表面处理,在炭基材料上负载钒、钨活性组分,烘干后再负载铈活性组分,然后在氮气氛围下煅烧。该催化剂的缺点是用硝酸处理活性炭和两次负载,制备过程比较复杂。
中国专利CN110961114A公开了一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法,该催化剂活性成分为V2O5或V2O5和Fe2O3的混合物、助剂Co、Ce、Mn中的至少一种和经硝酸溶液或氢氧化钠溶液改性处理的活性焦,该催化剂的缺点是载体活性焦需改性,处理过程比较复杂,活性组分前驱物采用偏钒酸铵、硝酸铁,助催化剂前驱物为硝酸钴、硝酸铈、硝酸锰,在焙烧过程中产生NH3、NOX等废气且成本较高。
中国专利CN104056658A公开了一种低温抗硫脱硝催化剂及其制备方法,该催化剂由碳基载体、第一种活性位和第二种活性位组成。其中,第一种活性位由分散入3A分子筛的Mn0.1-0.8Ce0.2-0.9OX或Mn0.1-0.8Mg0.2-0.9OX的活性组分组成,第二种活性位由表面涂敷有TiO2或SiO2保护层的Mn0.1-0.8Mg0.2-0.9OX或Mn0.1-0.8Ce0.2-0.9OX的活性组分组成。第一种活性位的制备方法是将锰、镁或铈的可溶性前驱物盐配成溶液,加入3A分子筛,在一定温度下浸泡一定时间,之后过滤,滤饼再加入上述溶液中浸泡、过滤,如此几次后,经干燥、焙烧得到第一种活性位;第二种活性位的制备方法是将锰、镁或铈的可溶性前驱物盐配成溶液A,将柠檬酸固体颗粒溶于水中配成溶液B,将B溶液倒入A溶液中充分搅拌,确保柠檬酸与金属离子充分反应,之后将混合溶液放入干燥箱中干燥至形成泡沫状固体凝结物,再研磨成粉状,焙烧后得到固体粉末状锰镁氧化混合物,将固体粉末状锰镁或锰铈氧化混合物加入到钛酸四丁酯或硅酸四乙酯溶入无水乙醇配制的溶液中,超声振荡得到悬浮液,再滴加乙醇和水的混合溶液得到固体悬浮物,经过滤、乙醇冲洗、干燥、研磨和焙烧,得到第二种活性位;催化剂制备过程是将活性炭柱状颗粒在H2和N2混合气体氛围和一定温度下进行活化,再在盐酸和硝酸溶液中进行酸化,经干燥后加入至含有第一种活性位和第二种活性位的悬浮液中,超声振荡分散一段时间后过滤、干燥,在惰性气氛焙烧,再放入含有三甲基氯硅烷的溶液中振荡条件下反应,最后经过滤、干燥和惰性气氛下焙烧得到低温抗硫脱硝催化剂。该专利不足之处在于制备过程步骤繁多、复杂,而且制备过程中加入的有机化合物也会对环境造成严重污染。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂及其制备方法。本发明催化剂以活性炭为载体,以废弃的渣油加氢催化剂中钼、镍、钒等金属为活性组分,催化剂制备工艺简单,成本低廉,所制备的脱硝催化剂适应的活性温度范围宽,脱硫脱硝活性高。本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的:
一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将焦煤与含碳物质混合均匀,并磨成粉体;
(2)将步骤(1)所得的粉体与助挤剂、铵盐及水投入碾压机中碾压、混合;
(3)步骤(2)所得混合均匀物料进入压条机,挤条成型,并进行干燥;
(4)步骤(3)所得成型物进入碳化炉进行碳化,控制碳化温度和碳化时间;
(5)步骤(4)碳化后的物料进入活化炉进行活化,控制活化温度和活化时间,活化后即为本发明烟气脱硫脱催化剂载体。
(6)将焦煤粉、废弃的渣油加氢催化剂、轻质油配制成悬浊液,浸渍在步骤(5)载体上,经干燥、焙烧制得本发明烟气脱硫脱催化剂。
进一步的,步骤(1)所述含碳物质包括原煤、沥青粉、烟煤、果壳、木屑、石油焦、废旧塑料及废旧轮胎中的一种以上;所述焦煤与含碳物质混合的质量比为1:0.5~1:4.5;所述粉体研磨目数>300目,优选350目。
进一步的,步骤(2)所述助挤剂为煤焦油、重柴油、蜡油和渣油中的一种以上,优选煤焦油;所述铵盐为无机铵或有机铵,如碳酸铵、碳酸氢铵、尿素、六次甲基四胺等中的一种以上;所述加入粉体、助挤剂、铵盐和水的质量比为粉体:助挤剂:铵盐:水=1:(0.1~0.45):(0.01~0.06):(0.1~1.5)。
进一步的,步骤(3)所述压条机的挤条压力≥15MPa;挤条形状为圆柱形、拉西环、异型条等中的一种,直径为2~8mm;所述干燥温度为150~200℃,干燥时间为4~10小时。
进一步的,步骤(4)所述碳化氛围是在惰性气体条件下进行,所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种,优选为氮气;所述碳化温度为500~650℃;所述碳化时间为5~30min。
进一步的,步骤(5)所述活化氛围为活化时通入水蒸汽或CO2;所述活化温度为800~1000℃;所述活化时间为20~100min。
进一步的,步骤(6)所述焦煤粉粒度>300目,优选>350目;所述废弃的渣油加氢催化剂为沉积大量镍、钒的渣油加氢保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱残炭废催化剂中的一种以上,优选渣油加氢脱金属废催化剂,所述废催化剂粒度>300目,优选>350目;所述轻质油为低温煤焦油、中温煤焦油、轻柴油及重柴油中的一种以上;所述悬浊液中焦煤粉含量为50~200g/L,废弃的渣油加氢催化剂为100~500g/L;所述浸渍采用饱和浸渍或过饱和浸渍;所述干燥温度为150~180℃,干燥时间4~8h;所述焙烧在惰性气氛下进行,所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种,优选为氮气;所述焙烧温度为450~650℃,焙烧时间为2~8h。
一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂,如所述的步骤(1)-步骤(6)的制备方法制备。
进一步的,催化剂孔容≥0.55mL/g,比表面≥450m2/g,废弃的渣油加氢催化剂含量8%~30%。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
本发明在烟气脱硫脱催化剂载体制备过程中加入铵盐,在载体干燥及碳化过程中,铵盐分解的气体在逃逸过程中形成丰富的孔道,在活化过程中,活化气体通过孔道进入载体内部进行反应,缩短活化时间的同时,可获得大孔容、大比表面、吸附能力强的载体;
本发明采用饱和浸渍方式负载焦煤粉和废弃的渣油加氢催化剂,焦煤粉和废弃的渣油加氢催化剂在载体外层,轻质油进入载体孔道内,在干燥、焙烧过程中,轻质油汽化冲破堵塞在孔口的焦煤粉和废弃的渣油加氢催化剂,使得外层具有丰富的孔道,便于反应物的扩散,同时,焙烧过程中焦煤粉的碳化和收缩,能使废弃的渣油加氢催化剂牢固与载体结合一起并裸露在外表面,使得制备的催化剂具有较高的强度,且能充分发挥废弃的渣油加氢催化剂中活性金属的性能;
该方法利用废弃的渣油加氢催化剂中沉积的金属作为脱硫脱硝催化剂的活性金属,降低了脱硫脱硝催化剂的成本,也解决了废弃的渣油加氢催化剂处理困难、污染环境的问题,本发明工艺简单、易操作。
附图说明
图1为催化剂在不同反应时间脱硫率、脱硝率的变化情况。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明,但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明,本发明所采用的实验方法均为常规方法,所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
本发明中,所述的比表面积、孔容是采用低温液氮吸附法测得的。
某炼油厂废弃渣油加氢脱金属催化剂分析结果(单位,ppm)
废催化剂 Mo Mg Mn Co Ni V Fe
A 16920 153 120.1 389.6 62970 167300 12210
B 16800 146.7 69.41 326.3 60270 157000 7686
实施例1
(1)将100g焦煤与150g沥青粉混合均匀,并研磨成350目的粉体;
(2)将步骤(1)所得粉体、50g煤焦油、12g碳酸铵加入碾压机中,混合均匀后加入205g水,继续碾压、混合至块状结束;
(3)将步骤(2)所得块状物料在挤条机上挤出Φ6mm圆柱形条,保持压条机的挤条压力为20MPa,挤出物料在170℃下干燥时间8小时;
(4)步骤(3)所得圆柱形条物料进入碳化炉,在氮气气氛下进行碳化,控制碳化温度550℃,碳化时间25min;
(5)步骤(4)碳化后的物料进入活化炉,在水蒸汽氛围下进行活化,控制活化温度830℃,活化时间45min,活化后即为本发明烟气脱硫脱催化剂载体。
(6)将12g粒度为400目的焦煤粉、45g废弃渣油加氢脱金属催化剂A、120g低温煤焦油配制成焦煤粉含量为93g/L、废弃渣油加氢脱金属催化剂A含量为349g/L的悬浊液,采用浸渍方式浸渍催化剂载体,在130℃下干燥6小时,再经氮气气氛下550℃焙烧3h,制得本发明烟气脱硫脱催化剂C-1,其分析结果见表1,催化剂脱硫、的脱硝性能见表2。
实施例2
制备过程如实施例1,只是将步骤(1)的沥青粉改为烟煤,步骤(2)的碳酸铵改为碳酸氢铵,所得催化剂C-2性质见表1,不同反应时间脱硫率、脱硝率变化情况见图1。
实施例3
制备过程如实施例1,只是将步骤(1)的沥青粉加入量改为200g,步骤(2)的煤焦油加入量改为65g,所得催化剂C-3性质见表1,催化剂的脱硫、脱硝性能见表2。
实施例4
制备过程如实施例1,只是将步骤(4)的碳化温度改为630℃,碳化时间改为15min,所得催化剂C-4性质见表1,催化剂的脱硫、脱硝性能见表2。
实施例5
制备过程如实施例1,只是将活化温度改为950℃,活化时间改为35min,所得催化剂C-5性质见表1,不同反应时间脱硫率、脱硝率变化情况见图1。
实施例6
制备过程如实施例1,只是将步骤(6)的焦煤粉改为8g,废弃渣油加氢脱金属催化剂改为B,加入量改为30g,悬浊液的焦煤粉含量改为63.5g/L、废弃渣油加氢脱金属催化剂改为B含量为238.5g/L的,所得催化剂C-6,其分析结果见表1,催化剂的脱硫、脱硝性能见表2,不同时间反应脱硫率、脱硝率变化情况见图1。
比较例1
(1)将100g焦煤与150g沥青粉混合均匀,并研磨成350目的粉体;
(2)将步骤(1)所得粉体、50g煤焦油加入碾压机中,混合均匀后加入205g水,继续碾压、混合至块状结束;
(3)步骤(2)所得块状物料在挤条机上挤出Φ6mm圆柱形条,保持压条机的挤条压力为20MPa,挤出物料在170℃下干燥时间8小时;
(4)步骤(3)所得圆柱形条物料进入碳化炉,在氮气气氛下进行碳化,控制碳化温度550℃,碳化时间25min;
(5)步骤(4)后物料进入活化炉,在水蒸汽氛围下进行活化,控制活化温度830℃,活化时间45min,活化后即为本发明烟气脱硫脱催化剂载体。
(6)将12g粒度为400目的焦煤粉、45g废弃渣油加氢脱金属催化剂A、120g低温煤焦油配制成焦煤粉含量为93g/L、废弃渣油加氢脱金属催化剂A含量为349g/L的悬浊液,采用浸渍方式浸渍催化剂载体,在130℃下干燥6小时,再经氮气气氛下550℃焙烧3h制得烟气脱硫脱催化剂B-1,其分析结果见表1,催化剂脱硫、脱硝性能见表2。
比较例2
(1)将100g焦煤与150g沥青粉混合均匀,并研磨成350目的粉体;
(2)将步骤(1)所得粉体、50g煤焦油、12g碳酸铵加入碾压机中,混合均匀后加入205g水,继续碾压、混合至块状结束;
(3)步骤(2)所得块状物料在挤条机上挤出Φ6mm圆柱形条,保持压条机的挤条压力为20MPa,挤出物料在170℃下干燥时间8小时;
(4)步骤(3)所得圆柱形条物料进入碳化炉,在氮气气氛下进行碳化,控制碳化温度550℃,碳化时间25min;
(5)步骤(4)后物料进入活化炉,在水蒸汽氛围下进行活化,控制活化温度830℃,活化时间45min,活化后即为烟气脱硫脱催化剂B-2,其分析结果见表1,催化剂脱硫、的脱硝性能见表2。
比较例3
(1)将100g焦煤与150g沥青粉混合均匀,并研磨成350目的粉体;
(2)将步骤(1)所得粉体、50g煤焦油、12g碳酸铵加入碾压机中,混合均匀后加入205g水,继续碾压、混合至块状结束;
(3)将步骤(2)所得块状物料在挤条机上挤出Φ6mm圆柱形条,保持压条机的挤条压力为20MPa,挤出物料在170℃下干燥时间8小时;
(4)步骤(3)所得圆柱形条物料进入碳化炉,在氮气气氛下进行碳化,控制碳化温度550℃,碳化时间25min;
(5)步骤(4)后物料进入活化炉,在水蒸汽氛围下进行活化,控制活化温度830℃,活化时间45min,活化后即为本发明烟气脱硫脱催化剂载体。
(6)将45g废弃渣油加氢脱金属催化剂A、120g低温煤焦油配制成废弃渣油加氢脱金属催化剂A含量为355g/L的悬浊液,采用浸渍方式浸渍催化剂载体,在130℃下干燥6小时,再经氮气气氛下550℃焙烧3h制得烟气脱硫脱催化剂B-3,其分析结果见表1,不同反应时间脱硫率、脱硝率变化情况见图1。
表1本发明制备活性炭的性质
编号 C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 B-1 B-2 B-3
孔容,mL/g 0.583 0.581 0.593 0.577 0.604 0.592 0.501 0.596 0.580
比表面积,m<sup>2</sup>/g 530 532 520 551 521 537 435 527 535
A/B含量,% 21.5 21.9 18.79 23.7 22.2 12.3 21.8 - 22.2
分别将制备的催化剂C-1、C-3、C-4、C-6和B-1、B-2放置在微型石英反应器中,模拟烟气组成:NO浓度为1300ppm,SO2浓度为580ppm,H2O蒸汽体积比为11%,O2体积比5.5%,NH3浓度为1050ppm,N2作为平衡气体,空速为29000h-1,控制反应温度为120~260℃,催化剂在不同温度下的脱硫率、脱硝率如表2所示。
表2催化剂在不同温度下的脱硫率和脱硝率
Figure BDA0003074133930000101
注:SO2、NO的脱硫、脱硝活性由下式计算:活性=[(C0-C)/C0]×100%。式中,C0为SO2、NO初始浓度,C为
处理后气体中SO2、NO浓度。
由表2看出,所本发明制备的脱硫、脱硝催化剂具有很好的低温活性。
分别将制备的催化剂C-2、C-5、C-6和B-3放置在微型石英反应器中,模拟烟气组成:NO浓度为1300ppm,SO2浓度为580ppm,H2O蒸汽体积比11%,O2体积比5.5%,NH3浓度为1050ppm,N2作为平衡气体,空速为29000h-1,反应温度为120℃时,催化剂在不同反应时间脱硫率、脱硝率的变化情况图1。
由图1看出,本发明制备的催化剂具有稳定的脱硫活性,催化剂C-2、C-5和C-6具有稳定的脱硝活性,而催化剂B-3的脱硝活性衰减较快,这是因为催化剂在浸渍过程中没有加入焦煤粉,使得负载的废弃渣油加氢脱金属催化剂A与载体结合牢固,在大空速烟气吹扫下废弃渣油加氢脱金属催化剂A流失所至。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例,而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言,在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动,都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,其特征是,包括如下步骤:
(1)将焦煤与含碳物质混合均匀,并磨成粉体;
(2)将步骤(1)所得的粉体与助挤剂、铵盐及水投入碾压机中碾压、混合;
(3)步骤(2)所得混合均匀物料进入压条机,挤条成型,并进行干燥;
(4)步骤(3)所得成型物进入碳化炉进行碳化,控制碳化温度和碳化时间;
(5)步骤(4)碳化后的物料进入活化炉进行活化,控制活化温度和活化时间,活化后即为烟气脱硫脱催化剂载体;
(6)将焦煤粉、废弃的渣油加氢催化剂、轻质油配制成悬浊液,浸渍在步骤(5)载体上,经干燥、焙烧制得烟气脱硫脱催化剂。
2.如权利要求1所述的一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,其特征是,步骤(1)所述含碳物质包括原煤、沥青粉、烟煤、果壳、木屑、石油焦、废旧塑料及废旧轮胎中的一种以上;所述焦煤与含碳物质混合的质量比为1:0.5~1:4.5;所述粉体研磨目数>300目。
3.如权利要求1所述的一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,其特征是,步骤(2)所述助挤剂为煤焦油、重柴油、蜡油和渣油中的一种以上;所述铵盐为无机铵或有机铵;所述加入粉体、助挤剂、铵盐和水的质量比为粉体:助挤剂:铵盐:水=1:(0.1~0.45):(0.01~0.06):(0.1~1.5)。
4.如权利要求1所述的一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,其特征是,步骤(3)所述压条机的挤条压力≥15MPa;挤条形状为圆柱形、拉西环、异型条中的一种,直径为2~8mm;所述干燥温度为150~200℃,干燥时间为4~10小时。
5.如权利要求1所述的一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,其特征是,步骤(4)所述碳化氛围是在惰性气体条件下进行,所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种;所述碳化温度为500~650℃;所述碳化时间为5~30min。
6.如权利要求1所述的一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,其特征是,步骤(5)所述活化氛围为活化时通入水蒸汽或CO2;所述活化温度为800~1000℃;所述活化时间为20~100min。
7.如权利要求1所述的一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂的制备方法,其特征是,步骤(6)所述焦煤粉粒度>300目;所述废弃的渣油加氢催化剂为沉积大量镍、钒的渣油加氢保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱残炭废催化剂中的一种以上,所述废催化剂粒度>300目;所述轻质油为低温煤焦油、中温煤焦油、轻柴油及重柴油中的一种以上;所述悬浊液中焦煤粉含量为50~200g/L,废弃的渣油加氢催化剂为100~500g/L;所述浸渍采用饱和浸渍或过饱和浸渍;所述干燥温度为150~180℃,干燥时间4~8h;所述焙烧在惰性气氛下进行,所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种;所述焙烧温度为450~650℃,焙烧时间为2~8h。
8.一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂,其特征是,如权利要求1所述的步骤(1)-步骤(6)的制备方法制备。
9.如权利要求8所述的一种廉价高效烟气脱硫脱硝催化剂,其特征是,催化剂孔容≥0.55mL/g,比表面≥450m2/g,废弃的渣油加氢催化剂含量8%~30%。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114452811A (zh) * 2021-12-27 2022-05-10 深圳华明环保科技有限公司 一种脱硫脱硝剂及其制备方法
CN116060033A (zh) * 2021-10-29 2023-05-05 中国石油化工股份有限公司 一种石蜡加氢精制催化剂及其制备方法和应用
CN116102013A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 成都华域环保有限公司 一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950031233A (ko) * 1994-05-30 1995-12-18 조규향 디젤차량 입자상물질 제거용 촉매 조성물
EP1214971A2 (en) * 2000-12-16 2002-06-19 SK Corporation Catalyst for removing dioxin and preparation method thereof
CN101590357A (zh) * 2008-05-29 2009-12-02 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种利用废分子筛催化剂制备脱硫剂的方法
CN103495434A (zh) * 2013-09-13 2014-01-08 北京矿迪科技有限公司 一种基于生物质废料的脱硫脱硝剂及其制备方法
CN111014249A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 青岛大学 一种二维过渡金属硫族化合物-碳复合材料的制备方法
CN111924841A (zh) * 2020-07-17 2020-11-13 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 一种活性焦脱硫脱硝废焦回用方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950031233A (ko) * 1994-05-30 1995-12-18 조규향 디젤차량 입자상물질 제거용 촉매 조성물
EP1214971A2 (en) * 2000-12-16 2002-06-19 SK Corporation Catalyst for removing dioxin and preparation method thereof
CN101590357A (zh) * 2008-05-29 2009-12-02 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种利用废分子筛催化剂制备脱硫剂的方法
CN103495434A (zh) * 2013-09-13 2014-01-08 北京矿迪科技有限公司 一种基于生物质废料的脱硫脱硝剂及其制备方法
CN111014249A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 青岛大学 一种二维过渡金属硫族化合物-碳复合材料的制备方法
CN111924841A (zh) * 2020-07-17 2020-11-13 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 一种活性焦脱硫脱硝废焦回用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(法)勒巴日(J.F.LEPAGE)著, 石油工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116060033A (zh) * 2021-10-29 2023-05-05 中国石油化工股份有限公司 一种石蜡加氢精制催化剂及其制备方法和应用
CN114452811A (zh) * 2021-12-27 2022-05-10 深圳华明环保科技有限公司 一种脱硫脱硝剂及其制备方法
CN116102013A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 成都华域环保有限公司 一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法

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