[發明專利]一種脫硝催化劑及其制備方法和使用方法

在審

• 申請號: 201611121853.6
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106732525A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 戴勇;宦斌;張海升
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 楊慧林

技術領域

本發明涉及一種脫硝催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

氮氧化物(NO_x)是主要的大氣污染物，可以引起酸雨、光化學污染、溫室效應及臭氧層的破壞。NO_x的主要來源之一是燃煤燃燒所釋放的煙氣，含大量的NO、NO₂和少量的N₂O；其次是汽車排放的尾氣。隨著我國電力工業的發展和私家汽車的普及，NO_x的排放總量在快速的增長，控制和治理NO_x的污染已迫在眉睫，其中燃煤煙氣的脫硝是控制NO_x的重要措施之一。

目前燃煤煙氣脫硝的技術主要有選擇性催化還原脫硝(SCR)、選擇性非催化還原脫硝(SNCR)、液體吸收法、等離子體活化法和吸附法等。其中，以NH₃為還原劑的SCR技術是目前煙氣脫硝最有效的方法，也是國際上應用最多、技術最成熟的方法。SCR技術成果運用的關鍵是選擇合適的催化劑，催化劑的種類、形式、壽命和反應溫度均影響SCR法脫硝的效率。SCR催化劑目前應用較多的是金屬氧化物，其反應溫度多為320-400℃之間，從高效、經濟和易于鍋爐匹配的角度上看，在120-200℃范圍內脫硝更為優越，因此低溫SCR催化劑的研究越來越受到重視。

凹凸棒石粘土是一種廉價的天然鋁鎂硅酸鹽礦物，具有獨特的纖維狀晶體結構及優越的膠體、吸附、催化和充填等物化性能，在環境保護、化工、輕工、農林、建材等多個領域均有極其廣泛的應用。凹凸棒石粘土具有大的比表面積和較好的吸附活性，其結構中的Mg²⁺、Al³⁺很容易被其它金屬離子交換，形成活性位，是一種很好的吸附劑和載體。凹凸棒石粘土與活性炭、沸石等常見的脫硫脫硝吸附劑相比，凹凸棒石粘土的比表面積較小，分散性也較差，因此有必要對凹凸棒石粘土載體進行改良，提高相應的催化劑對煙氣脫硝效果。

到目前為止以凹凸棒石粘土和活性炭復合負載活性金屬氧化物五氧化二釩在煙氣同時脫硫脫硝技術中的應用研究國尚未見報道。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種脫硝催化劑，該脫硝催化劑生產簡單、成本低廉，能夠高效脫硝。

本發明的一種脫硝催化劑，包括復合載體以及負載在所述復合載體上的活性組分，所述復合載體由質量比為10:1-3的凹凸棒石粘土和活性炭組成，所述活性組分為五氧化二釩。

進一步的，所述催化劑中復合載體與活性組分的質量比為3-23:1。

進一步的，所述復合載體上還負載有助催化劑，所述脫硝催化劑中助催化劑質量百分數為0.1-5％。

進一步的，所述助催化劑為氧化鎳或氧化鈷中的一種或兩種。

本發明的一種脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將粒徑為45-60μm的凹凸棒石粘土粉以及活性炭加入醋酸水溶液中，混合均勻后加入適量的水攪拌成糊狀，并放入成型機中成型，經干燥、焙燒后，得到凹凸棒石粘土和活性炭的復合載體，其中，活性炭與凹凸棒石粘土的質量比為1-3:10，優選1:10-5。

(2)將步驟(1)中得到的復合載體放入0.5-0.8mol/L的NH₄VO₃水溶液中，采用等體積浸漬2-7小時，優選4-6小時，然后取出并分別在50-70℃下干燥2-3小時、90-110℃下干燥5-6小時，干燥后在200-400℃下焙燒2-3小時，優選200-300℃，得到脫硝催化劑。

進一步的，步驟(1)中，在90-110℃下干燥4-6h。

進一步的，步驟(1)中，在惰性氣體保護下，300-500℃下焙燒1-5h，優選2-4小時。

進一步的，步驟(2)中，NH₄VO₃水溶液中NH₄VO₃的濃度為0.5-0.8mol/L。

本發明的一種脫硝催化劑的使用方法，將脫硝催化劑裝入固定床反應器中，在120-300℃下通入煙氣。

進一步的，所述煙氣流量為400-600mL/min，脫硝率80-90％。

借由上述方案，本發明至少具有以下優點：

1、本發明的脫硝催化劑生產簡單、成本低廉，能夠高效脫硝，脫硝率達80-90％；

2、可直接利用凹凸棒石粘土和農業廢棄物如秸稈制備的活性炭為原料制備脫硝催化劑，制備成本低。