[發明專利]一種用礦渣制備SCR脫硝催化劑的方法及其催化劑

無效

• 申請號: 201010523591.2
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102000563A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 杜軍;劉仁龍;陶長元;劉作華;李國云;呂漢清;范興;左趙宏;孫大貴;鄔旭宏;謝銀銀
• 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脫硝催化劑，尤其涉及利用礦渣來制備的SCR脫硝催化劑。

背景技術

火力發電廠在高溫燃燒過程中產生的煙氣里，包括有大量的NO_X(氮氧化物，主要包括NO、NO₂、N₂O等)。這些NO_X既會導致光化學煙霧、溫室效應和對臭氧層的破壞，又是酸雨主要成分之一，對人們的健康更有直接的不利影響。因此，在煙氣治理中也需對NO_X進行治理(這一過程稱為對煙氣脫硝)。氨氣選擇性催化還原法(Selective?Catalytic?Reduction，SCR)由于其成熟和高效而成為主要的火力發電廠等固定源的脫硝技術，其核心在于脫硝催化劑的研制。已知的這類催化劑均是以金屬氧化物為主要活性成分，尤其以MnO_X為主要活性組份的催化劑體系研究居多。申請號為2010101008676、名稱為《一種SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法及其產品》的發明申請，提出了一種利用提取錳酸鉀后的礦渣為主要原料，來制備SCR脫硝催化劑的方法。該方法首先用濃度為2mol/L的硝酸溶液來對提取錳酸鉀后的礦渣進行酸洗，以除去該礦渣中的鉀離子；然后，在過濾、將濾渣烘干并粉碎后，用活性炭、聚乙二醇、硝酸銨、硫酸銨和碳酸銨中的任何一種的粉末作為造孔劑來與該濾渣粉碎混合，在逐漸加入蒸餾水情況下搓條、制成顆粒；最后，通過兩次烘干，三次焙燒的活化工序，制得SCR脫硝催化劑。該發明申請制備的SCR脫硝催化劑，不但能夠在煙氣溫度為200℃左右的情況下發揮催化作用，極大降低了在更高溫度下高濃度粉塵和煙氣中SO₂造成其中毒的可能性，而且由于其主要原料是利用提取錳酸鉀后的礦渣，因此其成本低廉，的確是有利于環境，能變廢為寶的制備方法。然而，運用由該方法所制備的SCR脫硝催化劑時，其脫硝率還不夠高(在用模擬煙氣進行驗證中，最高也只有66.6％)，只有在另外配以電解錳陽極泥后，其脫硝率才有所提高。這對于僅僅只從錳礦中提取(生產)錳酸鉀，而并不生產電解錳的企業來講，至少是因缺少電解錳陽極泥的原因而沒法提高運用該SCR脫硝催化劑時的脫硝率。

發明內容

本發明的第一目的是，提供一種既保留了現有技術之優點，同時在運用其制品時的脫硝率又能夠提高的用礦渣制備SCR脫硝催化劑的方法。

本發明的第二目的是，在實現第一發明目的基礎上，提供一種運用它時其脫硝率較高的用礦渣制備SCR脫硝催化劑。

實現所述第一發明目的之方案是這樣一種用礦渣制備SCR脫硝催化劑的方法，與現有技術相同的方面是，該方法中所用礦渣是提取錳酸鉀后的礦渣，其制備步驟是，(1)礦渣預處理：用硝酸溶液與所述礦渣在常溫下充分混合、攪拌，以進行酸洗，洗滌的次數以檢不出鉀離子為度，然后將濾渣烘干并粉碎成粉末；接著過濾，將濾渣烘干并粉碎成粉末；(2)成型：將濾渣粉末與造孔劑粉末充分混合，調制成漿料后搓條、制成小球；(3)活化：將步驟(2)所得小球先后置于70～90℃和90～100℃下各烘2小時，然后再將這些小球先后置于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，所得到的固體小球即為SCR脫硝催化劑。其改進之處是：步驟(2)中所述的造孔劑粉末為活性炭粉末，所述濾渣粉末與活性炭粉末的質量比為100∶5～7.5；兩者充分混合后，再加入二氧化鈦含量為15％的二氧化鈦溶膠和去離子水；其中，二氧化鈦溶膠中的二氧化鈦與所述濾渣粉末的質量比在10～20∶100之間；去離子水的用量，以將其與濾渣粉末、活性炭粉末和二氧化鈦溶膠混合并調制成漿料后，能夠搓條、制成小球為度。

實現所述第二發明目的之用礦渣制備的SCR脫硝催化劑，是由實現第一發明目的之用礦渣制備SCR脫硝催化劑的方法制備而成的。