[發明專利]一種除焦脫硝催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910036190.5
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109603841B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 程群鵬;宋光森;范國枝;劉曄;閆俊濤
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;B01J35/10;B01J37/08;C10B53/02
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發明公開了一種除焦脫硝催化劑及其制備方法和應用。該除焦脫硝催化劑包括以下組分：鎳鹽、釩鹽、鎢鹽、生物質顆粒、氧化鈣、氧化鎂、膨潤土。與傳統的單載體催化劑相比，本發明以生物質顆粒、氧化鈣、氧化鎂和膨潤土為復合載體，制備得到碳?金屬負載載體，其負載能力更強、熱穩定性更好。本發明以鎳鹽、釩鹽、鎢鹽為活性組分，制備得到的三元金屬催化劑可在除焦的同時脫硝，擺脫了傳統除焦脫硝的單步驟模式。該三元金屬催化劑用于生物質熱解氣化，可有效對燃氣進行除焦脫銷；不僅具有極高的催化活性，可顯著凈化燃氣，提升燃氣品質，而且抗積碳能力強，抗失活能力佳，使用壽命長。

技術領域

本發明屬于催化劑領域，更具體地，涉及一種除焦脫硝催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著石油、煤、天然氣等化石能源的日益消耗和枯竭，能源問題已經越來越受到世界各國的關注，同時化石能源的大量消耗也帶來了空氣污染、溫室效應等一系列環境問題。因此，如何開發可替代傳統能源的可再生能源己經成為進入21世紀以后人類面臨的新課題。

生物質被視為繼煤炭、石油和天然氣之后的第四大能源。生物質轉化成為燃料的整個鏈條中最有效的手段就是熱解氣化，生物質熱解氣化可將生物質原料轉化為以氫氣和一氧化碳為主的氣體燃料。我國農業秸稈類生物質儲量豐富，將秸稈類生物質通過熱解轉化為合成氣，一方面可將可再生的農業生物質轉化為燃料或工業原料，供工農業使用；另一方面可避免大量的生物質資源被廢棄或隨意焚燒而造成環境污染，變廢為寶。因此近年來對生物質能的研究和應用愈來愈引起人們的關注。開發新能源和可再生能源特別是把它們轉化為高品位能源，因地制宜，多種能源互補，以逐步減少和替代化石能源的使用，是保護生態環境，走經濟社會可持續發展之路的重大措施。

一般過程的生物質熱解氣化中的燃氣含有大量焦油及一定量氮氧化物，焦油的形成不僅導致設備腐蝕堵塞，造成設備損壞，而且降低燃氣熱值和品質；氮氧化物的排放會造成空氣污染。因此除去和減少燃氣中的焦油含量勢在必行。傳統的除焦脫硝方法有物理噴淋、織網過濾、超高溫裂解等，雖然有一定的效果，但因存在使用周期短、造價成本高等問題逐漸被取代。目前，催化熱解重整被認為是除去生產過程中的焦油含量、凈化燃氣、提升燃氣品質最有潛力的方法；而生物質燃氣的催化重整技術關鍵在于高效催化劑的制備。因此開發一種高效除焦脫硝的催化劑勢在必行。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，以不同的原料配比、煅燒溫度為基礎，制備出比表面積大、多孔、用于秸稈生物質熱解催化除焦脫硝具有極高的催化活性的除焦脫硝催化劑。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種除焦脫硝催化劑，該除焦脫硝催化劑包括以下組分：

鎳鹽3-12重量份、釩鹽3-12重量份、鎢鹽1-6重量份、生物質顆粒3-12重量份、氧化鈣25-45重量份、氧化鎂5-25重量份、膨潤土15-35重量份。

作為本發明優選的實施方式，所述除焦脫硝催化劑包括以下組分：

鎳鹽5-10重量份、釩鹽5-10重量份、鎢鹽2-5重量份、生物質顆粒5-10重量份、氧化鈣30-40重量份、氧化鎂10-20重量份、膨潤土20-30重量份。在上述組分范圍內，該除焦脫硝催化劑能更大地發揮其除焦脫硝性能。

本發明中，所述鎳鹽、釩鹽和鎢鹽可選用本領域技術人員常規采用的鎳鹽、釩鹽和鎢鹽。

作為本發明優選的實施方式，所述鎳鹽選自硝酸鎳、鹵化鎳和硫酸鎳中的至少一種。

作為本發明優選的實施方式，所述釩鹽為偏釩酸鈉。

作為本發明優選的實施方式，所述鎢鹽為鎢酸鈉和/或鎢酸銨。

本發明中，所述生物質顆粒可選用本領域技術人員常規采用的生物質顆粒。作為本發明優選的實施方式，所述生物質顆粒選自活性炭粉、作物秸稈顆粒、鋸末、林業廢棄物粉末和果皮殼粉末中的至少一種。