[發(fā)明專利]一種以赤泥為載體負(fù)載錳的SCO催化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711136280.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN107961790A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王京剛;邵亞男;王佩;崔麗軍;薛曉龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/34
• 分類號(hào): B01J23/34;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司11294
• 代理人: 王振華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑制備領(lǐng)域，并涉及赤泥的廢物利用領(lǐng)域，尤其是涉及一種以赤泥為載體負(fù)載錳的SCO催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

氮氧化物是造成大氣污染的主要污染物之一，可引起大氣中一系列的惡性化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。面對(duì)日益凸顯的資源約束和減排壓力，環(huán)境容量日漸縮減，除技術(shù)進(jìn)步外，如何在保持經(jīng)濟(jì)適度增長(zhǎng)的同時(shí)降低能源消費(fèi)和氮氧化物排放，這是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)問題。氮氧化物按照氮（N）和氧（O）結(jié)合態(tài)的不同，分為NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等，統(tǒng)稱為NO_X，但造成大氣污染的主要是NO和NO₂。在應(yīng)用廣泛的干法脫硝方法中，使用較多的是選擇性還原脫硝(SCR)方法，將有毒的NO_X還原成N₂，進(jìn)行無害化處理。但這種方法具有一定局限性，SCR催化裝置一般布置在高溫段，即將催化劑設(shè)置在鍋爐省煤器之后、空預(yù)器之前。在這個(gè)位置上催化劑所處的煙氣環(huán)境條件比較惡劣，如粉塵濃度較高、重金屬濃度較高等，使得催化劑處于易磨損、易堵塞、易中毒的條件下，使得催化劑需要頻繁的日常維護(hù)(如吹灰清潔)，縮短了使用壽命，增大了運(yùn)行成本，而且生成的N₂，雖然做到了無害化處理但沒有進(jìn)行資源化利用。相反，采用SCO法催化氧化NO為NO₂，再進(jìn)行堿液吸收就可以很好的實(shí)現(xiàn)氮元素的資源化利用。而其中最關(guān)鍵的因素就將NO氧化為NO₂，提高煙氣氧化度。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103495424A授權(quán)了一種煙氣SCO脫硝催化劑，其通過浸漬法將硝酸鐵、二氧化鈰、鈦白粉和三氧化鎢均勻混合，然后添加成型劑，進(jìn)行混煉，然后經(jīng)過陳腐之后進(jìn)行捏合，預(yù)擠出，擠出，干燥后得到產(chǎn)品。該催化劑能夠有效降低二氧化硫向三氧化硫轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率，提高了煙氣脫硝用催化劑的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨度。

中國(guó)專利文獻(xiàn) CN106311291A公開了一種基于燃煤電廠前置SCO煙氣強(qiáng)化脫硝脫汞功能的復(fù)合催化劑及其制備方法，其主要活性組分為Co₃O₄和CuCl₂，載體組分為Ce摻雜TiO₂。以該催化劑為主體的選擇性催化氧化單元設(shè)置在SCR單元的前端，Hg⁰的氧化不會(huì)受到SCR單元加氨過程的影響，在無氯條件下也能實(shí)現(xiàn)較高的汞氧化脫除效率。雖然可以高效氧化Hg⁰顯著提高后續(xù)SCR過程反應(yīng)效率，但只是將部分NO轉(zhuǎn)化為NO₂。

本發(fā)明經(jīng)過一系列研究后發(fā)現(xiàn)，將赤泥經(jīng)預(yù)處理后負(fù)載錳制備SCO催化劑，有著較高的比表面積和熱穩(wěn)定性，其對(duì)NO的選擇性催化氧化效果在一定量二氧化硫存在的情況下也比較理想。本催化劑的研制成功，不但可以解決赤泥廢物資源化利用，還對(duì)生產(chǎn)廉價(jià)SCO催化劑具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上當(dāng)前煙氣脫硝存在的問題，本發(fā)明提供了一種以赤泥為載體負(fù)載錳的SCO催化劑及其制備方法，原料利用廢棄物變廢為寶，工藝流程簡(jiǎn)單，有較理想的NO轉(zhuǎn)化率，成本低，效果好。

本發(fā)明由如下技術(shù)方案實(shí)施：一種以赤泥為載體負(fù)載錳的SCO催化劑，該催化劑以赤泥和乙酸錳為主要原料，其中赤泥為載體，Mn元素為活性組分。

本發(fā)明還保護(hù)所述SCO催化劑的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）將干燥的赤泥、粉煤灰和膨潤(rùn)土按一定比例混合均勻；

（2）加入適量蒸餾水，置于蒸發(fā)皿上，烘干；

（3）將烘干后的固體煅燒，冷卻至室溫后，研磨成小顆粒，即得赤泥載體；

（4）取一定量乙酸錳與水混合，在水浴中攪拌至完全溶解后，加入赤泥載體，繼續(xù)在水浴中攪拌至完全蒸干水分，將蒸干水分的樣品干燥；

（5）干燥后的樣品進(jìn)行煅燒，冷卻至室溫后，研磨成顆粒，即得赤泥負(fù)載錳的催化劑產(chǎn)品。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟（1）中，三種組分比例為赤泥：粉煤灰：膨潤(rùn)土=（5-8）:（4-1）:1，混合方法為水浴30-70℃條件下磁力攪拌1-3h。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟（1）中，三種組分比例為赤泥：粉煤灰：膨潤(rùn)土=5:4:1。