[發明專利]一種活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811318848.3
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109304184A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 王建國;張世杰;鐘興;邵方君;張樂樂
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/34;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

1.一種活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑，其特征在于由載體和負載于載體上的活性組分組成，所述載體為活性炭，所述活性組分為鐵-錳-銅氧化物，活性組分的質量為載體質量的3~30%。

2.根據權利要求1所述的一種活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑，其特征在于所述脫硝催化劑中，鐵氧化物的質量為載體質量的1 ~ 15%，優選為8%；錳氧化物的質量為載體質量的1 ~ 5%，優選為3%；銅氧化物的質量為載體質量的1 ~10%，優選為5%。

3.根據權利要求1所述的活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）以活性炭為原料，首先將活性炭用去離子水進行沖洗，然后置于水中浸泡后，將活性炭從水中取出干燥，再將干燥后的活性炭置于雙氧水中浸泡，過濾，濾渣干燥，封裝，得預處理的活性炭，備用；

2）將鐵、錳和銅的氧化物的前驅體一并溶于溶劑中，配制成鐵-錳-銅混合金屬鹽溶液，將步驟1）所得預處理的活性炭加入到該鐵-錳-銅混合金屬鹽溶液中，攪拌，過濾，濾渣干燥后，在N₂氣氛下焙燒，自然冷卻至室溫，然后再進行封裝，即得所述活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑。

4.根據權利要求3所述的活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于步驟1）中，活性炭置于水中浸泡的時間15 ~ 28h，優選為24h，期間每隔3 ~ 5h進行一次攪拌；將活性炭從水中取出干燥的溫度為50 ~ 80℃，優選為60℃。

5.根據權利要求3所述的活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于步驟1）中，所述雙氧水的濃度為0.3~3mol/L，優選為2mol/L；干燥后的活性炭置于雙氧水中浸泡時，浸泡溫度為50 ~ 80℃，優選為60℃；所述活性炭的質量與雙氧水的體積比為1.25~ 2 : 1，優選為 1.5 : 1，質量的單位為g，體積的單位為mL。

6.根據權利要求3所述的活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于步驟2）活性炭加入到鐵-錳-銅混合金屬鹽溶液中，攪拌的溫度為50 ~ 80℃，優選為60℃，攪拌時間為4 ~10 h，優選為7 h。

7.根據權利要求3所述的活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于步驟2）中，所述溶劑由水和乙醇組成，所述水和乙醇的體積比為1~5 : 1，優選為2:1；焙燒的溫度為300 ~ 420℃，優選為350℃，焙燒時間為5 ~ 10h，優選為8 h。

8.根據權利要求1所述的活性炭負載鐵-錳-銅的脫硝催化劑在煙氣脫硝中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于固定床反應爐中裝填所述脫硝催化劑后，通入氮氣將固定床反應爐中的空氣排盡，固定床反應爐中的脫硝催化劑升溫至反應溫度，停止通入氮氣，開始通入含硝煙氣進行脫硝反應，脫硝反應后的尾煙氣中氮氧化物的體積分數為5~15ppm；其中脫硝反應的溫度為80 ~ 300℃，優選為130℃；所述含硝煙氣包括NO、空氣、水蒸氣、NH₃和SO₂。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于固定床反應爐中裝填脫硝催化劑的質量為200 ~ 1000 g，優選為700g；通入氮氣的流量在20 ~ 150 mL/min，優選為80mL/min；通入固定床反應爐中的含硝煙氣中，NO的流量為2 ~ 300mL/min，優選150 mL/min；空氣的流量為2000 ~ 10000mL/min，優選為6000mL/min；水蒸氣的流量為20 ~ 1000mL/min，優選為600mL/min；NH₃的流量為2 ~600mL/min，優選為300mL/min；SO₂流量為7 ~ 40mL/min，優選為20mL/min。