[發明專利]一種SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法及其產品

有效

• 申請號: 201010100867.6
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101862652A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 杜軍;劉仁龍;陶長元;范興;劉作華;李國云;呂漢卿;張桂紅;孫大貴;左趙宏;鄔宏旭
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所 50213
• 代理人: 袁慶民

技術領域

本發明涉及SCR煙氣脫硝的催化劑。

背景技術

火電廠等排放的煙氣中，含有大量的氮氧化物(NOx，主要包括NO、NO₂、N₂O等)。NOx是產生酸雨、帶來光化學煙霧、導致溫室效應以及對臭氧層造成破壞的主要大氣污染物。治理NOx污染的主要方法之一是，把煙氣中NOx還原為氮(N₂，這一過程稱為對煙氣脫硝)，氨(NH₃)又是至今已發現的最有效的還原劑。其中，在脫硝裝置里增設了催化裝置及其催化劑的選擇性催化還原(SCR)脫硝方法，比僅用還原劑NH₃的非選擇性催化還原(SNCR)脫硝方法優越得多，前者不但脫硝率比后者高得多、而且NH₃的消耗量和逃逸量又均低于后者。這就是說，催化劑是提高脫硝率、降低治理NOx成本的關鍵。已知的這類催化劑均是金屬氧化物，尤其以V₂O₅的催化活性最高。目前能夠在商業上應用的是，以TiO₂為載體、以V₂O₅為負載在該載體之上的主要活性組分的催化體系，申請號為200810224389.2、名稱為《一種以TiO₂為原料的脫硝催化劑及其制備方法》之方案就是其中之一。然而，這類催化劑卻存在原材料成本較高、催化劑本身的制備工藝相對復雜之不足；由于這類催化劑需要在較高煙氣溫度(一般為300℃～400℃)下才能發揮作用，而在較高溫度促使下，高濃度粉塵和煙氣中SO₂又容易引起這類催化劑中毒，所以，這類催化劑還有使用壽命較短之不足。總之，應用這類催化劑來治理NOx的成本較高。

發明內容

本發明的第一目的是，提供一種原料成本低廉、且制備工藝簡單的SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法。

本發明的第二目的是，提供一種原料成本低廉、能在較低的煙氣溫度下發揮催化作用的SCR煙氣脫硝催化劑。

實現所述第一發明目的之方案是這樣一種SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法，該方法以提取錳酸鉀后的礦渣為主要原料，它包括如下步驟：

(1)洗渣：將2mol/L的硝酸溶液與提取錳酸鉀后的礦渣按5∶1.1～1.3的質量比混合，在常溫下充分攪拌；然后，靜置、過濾、洗滌濾渣，洗滌次數以檢測不出鉀離子為度，接著將濾渣烘干并粉碎成粉末；

(2)成型：取步驟(1)所得濾渣粉末與造孔劑粉末充分混合，然后逐漸加入蒸餾水，并調節到能夠搓條、制成顆粒的程度；其中，造孔劑為活性炭、聚乙二醇、硝酸銨、硫酸銨和碳酸銨中的任何一種，濾渣粉末與該造孔劑的質量比為100∶5～7.5；顆粒的粒徑0.8～1.2cm；

(3)活化：將步驟(2)所得顆粒先后置于70～90℃和90～100℃下各烘2小時，然后再將這些顆粒先后置于250～270℃焙燒1小時、440～460℃焙燒2小時、590～610℃焙燒2小時，此后，自然冷卻至室溫，所得到的固體顆粒即為SCR煙氣脫硝催化劑。

實現所述第二發明目的之方案是這樣一種SCR煙氣脫硝的催化劑，該催化劑是由實現第一發明目的之方法所制備而成的。

從實現第一發明目的和第二發明目的之方案中可以看出，本發明的制備催化劑的主要原料的來源，并不需要專門制備或購買，而是選用提取了錳酸鉀后的通常被廢棄了礦渣。由于這些礦渣中仍然含一定量錳元素(以高價錳形式存在)，所以，本發明的催化劑發揮作用的部分實際上是錳的氧化物。把通常被廢棄了提取了錳酸鉀后的礦渣制備成催化劑后，不但節省了本催化劑的原料成本，而且還消除了含高價錳的廢棄物對環境的污染。從方案中還可以看出，與現有技術相比較，本發明還有制備工藝簡單的優點。

實驗驗證表明，本發明的催化劑能夠在煙氣溫度為200℃左右的情況下發揮催化作用，這樣一來，現有技術中因溫度較高，而促使高濃度粉塵和煙氣中SO₂造成其中毒的條件也大大削弱了，于是，其催化活性的壽命也得以延長。

總之，本發明是一種成本低廉、有利于環境，能變廢為寶的制備方法與產品。

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的說明。

具體實施方式

一種SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法，該方法以提取錳酸鉀后的礦渣為主要原料，它包括如下步驟：