[發(fā)明專(zhuān)利]一種低溫脫硝催化劑的活性炭載體的預(yù)處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611086306.9
• 申請(qǐng)日: 2016-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106582893A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李剛;岑望來(lái);李月麗;殷實(shí);劉敏;尹華強(qiáng);楊忠強(qiáng);郭益江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都中祥天宇環(huán)保科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J37/08
• 分類(lèi)號(hào): B01J37/08;B01J32/00
• 代理公司: 成都宏順專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)51227
• 代理人: 周永宏,王偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫脫硝催化劑的活性炭載體的預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

活性炭是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的無(wú)定形碳，具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，以及活潑的表面化學(xué)性質(zhì)。傳統(tǒng)的釩鈦脫硝催化劑以二氧化鈦?zhàn)鳛檩d體，只能在350℃以上的高溫條件下才能發(fā)揮脫硝作用，而以活性炭為載體制備的催化劑，則能在150℃甚至更低溫度下達(dá)到很高的脫硝效率，因此在低溫脫硝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

另一方面，商品活性炭比表面積有限，孔隙分布不均，表面官能團(tuán)不夠豐富，如直接用作載體制備催化劑，效果一般。因此，需要對(duì)活性炭進(jìn)行改性預(yù)處理，使其物化性能進(jìn)一步提升，更好的滿(mǎn)足作為脫硝催化劑載體材料的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，提供一種低溫脫硝催化劑的活性炭載體的預(yù)處理方法，該預(yù)處理方法對(duì)活性炭載體進(jìn)行改性，使其物化性能得到提升，從而提高低溫脫硝催化劑的性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低溫脫硝催化劑的活性炭載體的預(yù)處理方法，包括以下步驟：

S1：干燥預(yù)處理：在100～110℃恒溫條件下，對(duì)活性炭進(jìn)行干燥處理，烘干至恒重；

S2：預(yù)活化處理：將步驟S1中經(jīng)干燥處理的活性炭置于活化爐中，活化爐中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，采用水蒸氣作為活化劑，高溫活化處理3～10h，將預(yù)活化處理后的活性炭保存?zhèn)溆茫?/p>

S3：酸洗處理：將步驟S2中經(jīng)預(yù)活化處理的活性炭與酸溶液，按活性炭質(zhì)量：酸溶液體積比為1：2～8的比例進(jìn)行充分混合，在40～90℃水浴條件下，反應(yīng)1～8h，將酸洗處理后的活性炭保存?zhèn)溆茫?/p>

S4：清洗干燥處理：以去離子水反復(fù)沖洗步驟S3中經(jīng)酸洗處理的活性炭，直至洗滌液接近至中性為止，在100～110℃恒溫下對(duì)洗好的活性炭進(jìn)行干燥處理，烘干至恒重，獲得作為低溫脫硝催化劑載體的改性活性炭樣品。

上述技術(shù)方案中，步驟S1對(duì)活性炭進(jìn)行干燥預(yù)處理的目的是便于后續(xù)步驟預(yù)活化處理中，準(zhǔn)確計(jì)算所需通入的水蒸氣量，精確控制活性炭預(yù)活化過(guò)程的處理效果，因?yàn)樯唐坊钚蕴勘旧碛幸欢窈俊０l(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，干燥溫度實(shí)際可采用的理論溫度范圍可在100～150℃之間。干燥溫度高于100℃，才能有效的將活性炭?jī)?nèi)部的游離水和結(jié)合水全部除去，另一方面，由于一般是在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)利用空氣進(jìn)行干燥處理，而活性炭相對(duì)易燃，因此溫度又不能太高。此外干燥時(shí)間與干燥溫度相關(guān)，具體可根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)情況而定，本發(fā)明中，優(yōu)選干燥溫度為100～110℃，干燥時(shí)間為12～24h。如果是利用真空干燥箱進(jìn)行干燥處理，則相應(yīng)溫度也可提高。凡在本發(fā)明的指導(dǎo)思想下，選擇本領(lǐng)域常規(guī)干燥方式及參數(shù)中的其它干燥方式及參數(shù)，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

上述技術(shù)方案中，所述步驟S2預(yù)活化處理，具體包括以下步驟：

S21：將步驟S1中經(jīng)烘干處理的活性炭置于活化爐中，活化爐中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，活化爐升溫至400～500℃后，恒溫1～3h；

S22：活化爐繼續(xù)升溫至700～800℃后，通入水蒸氣作為活化劑，恒溫1～3h；

S23：活化爐繼續(xù)升溫至900～1000℃后，恒溫1～3h后，停止通入水蒸氣，自然冷卻至常溫，將預(yù)活化處理后的活性炭保存?zhèn)溆谩?/p>

需要說(shuō)明的是，在活化爐中對(duì)干燥預(yù)處理后的活性炭進(jìn)行活化處理，其主要目的是對(duì)活性炭進(jìn)行造孔，豐富活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)，增加比表面積，提高催化劑制備過(guò)程中，載體中的活性組分吸附量。為達(dá)上述目的，本發(fā)明采取了上述如步驟S21～S23所述的三段升溫式活化處理方法：500℃下的恒溫階段主要發(fā)生活性炭二次炭化過(guò)程；活化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，需要溫度在700～800℃左右才能發(fā)生，因此在700～800℃恒溫段通入水蒸氣進(jìn)行活化；繼續(xù)升溫至900～1000℃是深度活化過(guò)程。進(jìn)一步，基于節(jié)能和活性炭耐受性這兩方面考慮，升溫速率太慢，導(dǎo)致升溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，耗能太多；升溫速率太快，活性炭耐受性有限，可能因受熱不均導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。不同的水蒸氣通入速率，活化處理后的活性炭性能差異也很大，在預(yù)活化處理步驟，水蒸氣通入量是除了溫度以外最重要的控制因素。經(jīng)發(fā)明人長(zhǎng)期研究探索，優(yōu)選升溫速率為3～10℃/min，水蒸氣的通入速率為200～2000ml/kg·h。凡在本發(fā)明的指導(dǎo)思想下，采用本領(lǐng)域中利用活化爐對(duì)活性炭進(jìn)行活化處理的其它常規(guī)活化處理方式，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。