[發(fā)明專利]一種基于活性炭的低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610112922.0
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN107115868A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中強(qiáng)電碳有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J35/04;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于脫硝催化劑領(lǐng)域，特別涉及一種基于活性炭的低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中排放的污染性廢氣對環(huán)境的威脅越來越大，大氣主要污染物氮氧化物是光化學(xué)煙霧的重要成因，氮氧化物不但引起城市能見度的下降，而且導(dǎo)致居民的呼吸道疾病增多，因此，對氮氧化物的控制迫在眉睫。

大氣中的氮氧化物主要來源于火電廠煙氣和工業(yè)窯爐煙氣，目前主要采用V-W-Ti系或V-Mo-Ti系脫硝催化劑對上述煙氣進(jìn)行脫硝處理，前述催化劑的使用溫度為380～440℃。為了滿足催化劑適用溫度，目前發(fā)電廠的脫硝裝置主要采用高塵布置，即脫硝裝置設(shè)置在煙氣未除塵之前的高溫段。但火電廠煙氣粉塵中含有一些重金屬和微量劇毒有機(jī)物，在煙氣脫硝過程中，煙氣中的粉塵會(huì)吸附聚集和沖刷催化劑的表面，造成催化劑的孔道堵塞，粉塵中的有毒物質(zhì)會(huì)引起催化劑中毒失活，導(dǎo)致催化劑的使用壽命降低。而對于粉塵中有毒物質(zhì)的處理，國家又有嚴(yán)格的限制，這又導(dǎo)致失活催化劑的再生、廢棄催化劑的處理都成為難題。若將脫硝裝置采取尾端布置，則可以在很大程度上減少含有毒物質(zhì)的粉塵在催化劑表面聚集，減少其對催化劑的沖刷磨損、堵塞，延長催化劑的使用壽命。但火電廠尾端煙氣排放溫度僅為150～200℃，若脫硝裝置采取尾端布置，由于該溫度未達(dá)到V-W-Ti系或V-Mo-Ti系脫硝催化劑的適用溫度，因此在脫硝時(shí)必須對煙氣進(jìn)行升溫，導(dǎo)致脫硝成本增加，能源浪費(fèi)。

對于工業(yè)窯爐煙氣，其溫度一般在120～250℃，若采用傳統(tǒng)的V-W-Ti系 或V-Mo-Ti系催化劑進(jìn)行脫硝處理，也必然要求對煙氣重新升溫以達(dá)到催化劑的反應(yīng)溫度380～440℃，也存在脫硝成本過高，能源浪費(fèi)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，提供一種基于活性炭的低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法，該脫硝催化劑的活性窗口位于100～250℃之間，在該溫度區(qū)間對煙氣的脫硝效率可達(dá)到80％以上，該脫硝催化劑特別適合用于火電廠尾端排放煙氣及工業(yè)窯爐煙氣的脫硝處理。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種基于活性炭的低溫SCR脫硝催化劑，其特征在于：該催化劑為經(jīng)過活化處理的、主要組分為活性炭和活性組分的具有蜂窩狀孔道的成型料，蜂窩狀孔道的密度為每平方厘米80～90個(gè)孔，催化劑的比表面積為900～1200m²/g，活性組分為鈰的氧化物、鐵的氧化物、錳的氧化物和銅的氧化物，鈰、鐵、錳、銅的含量為22～30wt％。

本發(fā)明進(jìn)一步提出了上述的一種基于活性炭的低溫SCR脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將太西無煙煤、太原府谷煤、桂林褐煤分別粉碎成粒徑不超過80～85μm的粉料，然后取粉碎后的太西無煙煤1～2kg、太原府谷煤2～3kg、桂林褐煤3～4kg，混合均勻，得到混合煤粉，再計(jì)量煤焦油2～4kg、聚乙烯醇3～5kg、水4～6kg、蓖麻油3～6kg；

(2)將步驟(1)計(jì)量的混合煤粉、煤焦油、聚乙烯醇、蓖麻油和水混合后加入真空捏合機(jī)中，在室溫正轉(zhuǎn)捏合4h，然后陳化4h，得到泥料，將泥料裝入真空擠出機(jī)的料筒內(nèi)，啟動(dòng)真空擠出機(jī)的抽真空系統(tǒng)，使料筒內(nèi)的真空度達(dá)到-0.05～-0.07MPa，在此真空度下保持5min，調(diào)節(jié)壓力控制旋鈕，在擠出壓力為15MPa的條件下使泥料通過孔形狀為圓孔、孔密度為50孔/cm²的不銹鋼蜂窩 模具，得到尺寸為Φ200mm×100mm的圓柱形蜂窩狀型料坯體；

(3)將蜂窩狀型料坯體置于相對無風(fēng)的環(huán)境中自然干燥48h，水分含量已低于15wt％，然后置于烘箱中在110～125℃鼓風(fēng)干燥24h，水分含量已低于3wt％。將干燥后的蜂窩狀型料坯體置于煅燒爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下按照5℃/min的升溫速率升溫至240～250℃，然后改通空氣，空氣流量為200m L/min，在空氣中氧化6h后改通氮?dú)猓獨(dú)饬髁繛?20mL/min，以6℃/min的升溫速率升溫至650～700℃，炭化反應(yīng)1h，繼續(xù)升溫至900～950℃，改通CO₂活化反應(yīng)2h，CO₂流量為500mL/min，再在氮?dú)獗Ｗo(hù)下隨爐冷卻至室溫，得到炭基蜂窩結(jié)構(gòu)載體；