[發(fā)明專利]一種低溫協(xié)同催化凈化煙氣中NOx和HCN的催化劑制備方法及應(yīng)用

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• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109701542A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學(xué)謙;王琪;寧平;王郎郎;馬強;張英杰
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J23/34;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/54
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本發(fā)明公開了一種低溫協(xié)同催化凈化煙氣中NO_x和HCN的催化劑制備方法及應(yīng)用，屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將檸檬酸溶解在乙醇中得到檸檬酸/乙醇溶液；再將鈦酸四丁酯加入到檸檬酸/乙醇溶液中混合均勻得到鈦酸四丁酯?檸檬酸/乙醇溶液；將冰乙酸逐滴滴加至鈦酸四丁酯?檸檬酸/乙醇溶液中反應(yīng)30~40min得到溶液A；將活性金屬鹽溶液逐滴滴加至溶液A中混合均勻，并加入硝酸，然后逐滴滴加氨水調(diào)節(jié)體系的pH值為3~5或9~11并勻速升溫至溫度為70~80℃得到凝膠B；將凝膠B置于溫度為90~110℃條件下干燥2~3d，再置于溫度為300~500℃條件下焙燒3~4h，隨爐冷卻、碾磨、壓片、過篩得到低溫協(xié)同催化凈化煙氣中NO_x和HCN的催化劑。本發(fā)明的催化劑用于低溫協(xié)同催化凈化煙氣中NO_x和HCN。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫協(xié)同催化凈化煙氣中NO_x和HCN的催化劑制備方法及應(yīng)用，屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

焦?fàn)t煙氣成分復(fù)雜，含大量NO_x、SO₂、HCN和少量的VOCs等氣體污染物。常規(guī)的焦?fàn)t煙氣處理技術(shù)通常只對其中含有的常規(guī)污染物SO₂和NO_x進行處理。然而煙氣中的非常規(guī)污染物HCN的直接排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。HCN是劇毒氣體，短時間內(nèi)吸入高濃度氰化氫氣體可導(dǎo)致急性中毒而死亡。HCN具有強毒性和腐蝕性，不僅容易引起原料氣體管道的腐蝕，降低設(shè)備的使用壽命，還可能造成下游催化劑的中毒，增加處理成本。此外，HCN是NO_x的前驅(qū)體，會參與光化學(xué)煙霧的形成。改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量迫切需要煉焦化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)的進步。因此，焦?fàn)t煤氣中HCN的凈化不容忽視。

現(xiàn)有焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝的方法需要對煙氣反復(fù)加熱和降溫，工藝繁瑣。焦?fàn)t煙氣經(jīng)脫硫除塵等處理過程后溫度范圍在150-200°C。而傳統(tǒng)SCR脫硝工藝要求溫度在320-400°C，需要對除塵后的煙氣進行加熱，達到脫硝溫度后再進入反應(yīng)系統(tǒng)。目前，低溫SCR脫硝是焦?fàn)t煙氣凈化關(guān)注的重點。低溫脫硝的核心要素是低溫下催化效率高的催化劑，然而目前并沒有低溫高效脫硝的催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

針對低溫脫硝的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種低溫協(xié)同催化凈化煙氣中NO_x和HCN的催化劑制備方法，本發(fā)明通過控制溶膠凝膠法過程中的pH值來制備低溫高效協(xié)同催化劑，利用HCN在低溫下水解產(chǎn)生的高活性NH₃作為強還原劑將NO_x催化轉(zhuǎn)化為N₂，極大地提高NO_x的催化轉(zhuǎn)化速率和低溫凈化效率，并減少系統(tǒng)NH₃的供應(yīng)。由于產(chǎn)物NH₃的不斷消耗，又能最大限度地促進HCN的水解反應(yīng)，因而減少HCN因氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的NO_x，實現(xiàn)以廢治廢和產(chǎn)物無毒無害化。本發(fā)明方法可實現(xiàn)低溫高效脫硝，省去現(xiàn)行脫硝工藝前煙氣的加熱或換熱過程，簡化工藝段，降低能耗與運行成本。

一種低溫協(xié)同催化凈化煙氣中NO_x和HCN的催化劑制備方法，具體步驟如下：

（1）將活性金屬鹽溶解在去離子水中得到金屬鹽溶液，其中活性金屬鹽為鑭鹽、鈷鹽、鋁鹽、銅鹽、鐵鹽、錳鹽、鈰鹽、鎳鹽、鈮鹽中的兩種或兩種以上；

（2）在攪拌條件下，將檸檬酸溶解在乙醇中得到檸檬酸/乙醇溶液；再將鈦酸四丁酯加入到檸檬酸/乙醇溶液中混合均勻并反應(yīng)20~30min得到鈦酸四丁酯-檸檬酸/乙醇溶液；

（3）在攪拌條件下，將冰乙酸逐滴滴加至步驟（2）的鈦酸四丁酯-檸檬酸/乙醇溶液中反應(yīng)30~40min得到溶液A；

（4）將步驟（1）的金屬鹽溶液逐滴滴加至步驟（3）的溶液A中混合均勻，并加入硝酸，然后逐滴滴加氨水調(diào)節(jié)體系的pH值為3~5或9~11并勻速升溫至溫度為70~80℃得到凝膠B；