專利名稱：一種以凹凸棒土為載體的煙氣中低溫脫硝催化劑及其制備方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以凹凸棒土為載體的煙氣中低溫脫硝催化劑及其制備方法，屬于環(huán)保技術領域，適用于煙氣中氮氧化物的中低溫脫硝凈化。
背景技術：
氮氧化物是大氣中的主要污染物之一，對煙氣進行氮氧化物的脫硝凈化一直是環(huán)境保護的重要內容之一。去除氮氧化物的方法有很多如:選擇性催化還原法((SCR)、堿吸收法、電子束照射法等，根據國內外的經驗表明選擇性催化還原法((SCR)應用最廣泛。目前選擇性催化還原法((SCR)采用V205/Ti02系列催化劑，具有高活性和高抗硫性能，但是此類催化劑仍存在一些問題:一是催化劑成本較高，二是操作溫度高，其適用范圍受局限。目前所研究的脫硝催化劑與當前環(huán)保所追求的低成本、高效率、無二次污染尚有差距。在實際研究中，低溫脫硝催化劑有如下要求:一、便于與現(xiàn)有燃燒系統(tǒng)匹配，而不對其它相關裝置產生大的影響；二、緩解SO2和粉塵對SCR催化劑的毒化和堵塞；三、可避免煙氣預熱的能耗。因此，研究中低溫、高效率、性能穩(wěn)定的脫硝催化劑已成為目前中國環(huán)保界迫切需要解決的問題。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在提供一種脫硝效率高、工藝簡單、成本低廉的中低溫煙氣脫硝催化劑及其制備方法。本實用新型提出以凹凸棒土為載體的煙氣中低溫脫硝催化劑，在其上負載錳的氧化物(MnOx)催化劑成分，另外加上兩種或兩種以上的變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘的氧化物作為催化劑助劑，以提高催化劑的性能和抗二氧化硫和水蒸氣的能力。通過適當的浸泡、攪拌、烘干和煅燒等工藝，制備所需的催化劑。作為催化劑載體的凹凸棒土，其優(yōu)點在于克服了金屬催化劑用后難于處理的缺點,且成本低廉。作為催化劑錳的氧化物，其占催化劑總重量的1% _10%，MnOx的形態(tài)可以是Μη02、Mn3O4、Mn2O3中的一種或者其中任意兩種或三種組合。本實用新型除載體凹凸棒土和催化劑錳的氧化物之外，還添加有助催化劑的成分，如:變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘，其中錳與變價金屬的摩爾比為0.1-3。以上催化劑的制備包括以下幾步驟:(I)取凹凸棒土和錳的硝酸鹽及醋酸鹽均勻混合與水溶液中，攪拌；(2)另外加上兩種或兩種以上的變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘的硝酸鹽及醋酸鹽；錳與變價金屬的摩爾比為0.1-3 ；(3)將上述混合物高速攪拌半個小時，后靜置l_3h ；(4)放置烤箱中80°C _120°C進行干燥；
(5)在 300 V -700 V 下煅燒 3_6h。(6)冷卻后研磨過篩，取60-120目的部分作為催化劑。本實用新型采用凹凸棒土為載體，凹凸棒土具有蜂窩狀的無數孔隙，其表面積相當大、吸附能力強、阻力低、對催化劑有很好的分散性等優(yōu)點，降低了 SCR的操作溫度，使的SCR工藝地適用范圍更加廣泛，且解決了金屬催化劑載體用后難于處理的缺點。本實用新型制備的催化劑以氨氣為還原劑，在100°C低溫煙氣中氮氧化物脫除率達到85%左右，溫度在200°C煙氣中氮氧化物脫除率達到90%左右，因此以凹凸棒土為載體的煙氣中低溫脫硝催化劑具有良好的工業(yè)應用前景。
無
具體實施例方式實施例一稱取一定質量的錳和金屬鐵或銅或釩或鈰或锘的硝酸鹽及醋酸鹽與載體凹凸棒土均與混合于水溶液中，其中錳的氧化物重量占整個重量的3%，錳與變價金屬的摩爾比為1，攪拌0.5h，靜置3h后放入烤箱，在100°C下干燥，然后在600°C空氣中煅燒4小時，冷卻后研磨過篩，取60-120目的部分作為催化劑。該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為100°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 =I的情況下NO脫除率為85%;該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為200°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 = I的情況下NO脫除率為87% ；實施例二稱取一定質量的錳和金屬鐵或銅或釩或鈰或锘的硝酸鹽及醋酸鹽與載體凹凸棒土均與混合于水溶液中，其中錳的氧化物重量占整個重量的5%，錳與變價金屬的摩爾比為1.5，攪拌0.5h，靜置3h后放入烤箱，在110°C下干燥，然后在500°C空氣中煅燒5小時，冷卻后研磨過篩，取60-120目的部分作為催化劑。該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為100°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 =I的情況下NO脫除率為86%;該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為200°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 = I的情況下NO脫除率為88% ；實施例三稱取一定質量的錳和金屬鐵或銅或釩或鈰或锘的硝酸鹽及醋酸鹽與載體凹凸棒土均與混合于水溶液中，其中錳的氧化物重量占整個重量的8%，錳與變價金屬的摩爾比為2，攪拌0.5h，靜置3h后放入烤箱，在100°C下干燥，然后在600°C空氣中煅燒3小時，冷卻后研磨過篩，取60-120目的部分作為催化劑。該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為100°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 =I的情況下NO脫除率為87%;該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為200°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 = I的情況下NO脫除率為90% ；實施例四稱取一定質量的錳和金屬鐵或銅或釩或鈰或锘的硝酸鹽及醋酸鹽與載體凹凸棒土均與混合于水溶液中，其中錳的氧化物重量占整個重量的10%，錳與變價金屬的摩爾比為3，攪拌0.5h，靜置3h后放入烤箱，在100°C下干燥，然后在600°C空氣中煅燒3小時，冷卻后研磨過篩，取60-120目的部分作為催化劑。該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為100°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 =I的情況下NO脫除率為89%;該催化劑在NO體積溶度為1000PPM，溫度為200°C下，氧氣溶度為5%，ΝΗ3/Ν0 = I的情況下NO脫除率為90%。
權利要求
1.一種以凹凸棒土為載體的煙氣中低溫脫硝催化劑及其制備方法，其特征在于，以凹凸本土為載體，在其上負載錳的氧化物(MnOx)催化劑成分，另外加上兩種或兩種以上的變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘的氧化物作為催化劑助劑。
2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，其中錳的氧化物占催化劑總重量的1% -10%，錳與變價金屬的摩爾比為0.1-3。
3.根據權利要求1所述的煙氣中低溫脫硝催化劑的制備，其步驟在于， (1)去凹凸棒土和錳的硝酸鹽及醋酸鹽均勻混合與水溶液中，攪拌； (2)另外加上兩種或兩種以上的變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘的硝酸鹽及醋酸鹽；錳與變價金屬的摩爾比為0.1-3 ； (3)將上述混合物高速攪拌半個小時，后靜置l_3h； (4)放置烤箱中80°C_120°C進行干燥；(5)在3000C _700°C下煅燒 3-6h ； (6)冷卻后研磨過篩，取60-120目的部分作為催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以凹凸棒土為載體的煙氣中低溫脫硝催化劑及其制備方法，可廣泛用于煙氣中氮氧化物催化還原脫硝。該催化劑以凹凸本土為載體，在其上負載錳的氧化物的催化劑成分，另外加上兩種或兩種以上的變價金屬鐵、銅、釩、鈰、锘的氧化物作為催化劑助劑。本發(fā)明制備的催化劑以氨氣為還原劑，因凹凸棒土具有蜂窩狀的無數孔隙，其表面積相當大、吸附能力強、阻力低、對催化劑有很好的分散性等優(yōu)點，降低了SCR的操作溫度，使得SCR工業(yè)適用范圍更廣泛。溫度在100℃低溫煙氣中氮氧化物脫除率達到85％左右，溫度在200℃煙氣中氮氧化物脫除率達到90％左右，因此以凹凸棒土為載體的煙氣中低溫脫硝催化劑具有良好的工業(yè)應用前景。
文檔編號B01D53/90GK103157488SQ201110407300
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權日2011年12月8日
發(fā)明者黃國和, 趙毅, 朱復東, 賈樹山, 紀正飚 申請人:江蘇東大熱能機械制造有限公司