脱硝催化剂以及其制备方法和制备系统技术方案

本发明专利技术公开一种脱硝催化剂以及其制备方法和制备系统，主要为了提高催化剂的低温催化活性和抗水抗硫性能而提出。本发明专利技术脱硝催化剂包括载体和活性组分，所述载体为经过微波改性的改性活性焦/炭，所述活性组分为锰钴复合氧化物。本发明专利技术脱硝催化剂可以用于低温烟气脱硝，本发明专利技术脱硝催化剂以经过微波改性的活性焦/炭为载体，以负载在其表面的锰钴复合氧化物为活性组分，对于氮氧化物的还原具有很高催化效率并具有良好抗水抗硫性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脱硝催化剂以及其制备方法和制备系统。
技术介绍
由化石燃料燃烧产生的氮氧化物可以造成酸雨、光化学烟雾和臭氧层耗散等多种环境危害，并对人类的身体健康产生影响，现已成为一种主要的大气污染物。因此，寻求一种控制NOx排放的经济有效的技术手段十分重要。目前，以掺杂WO3或者MoO3的V2O5/TiO2催化剂为基础的选择性催化还原(SCR)技术是商业上应用的主流技术方案。该技术方案的主要缺点是催化剂活性温度窗口(300-400℃)过高，容易因为烟尘沉积和SO2中毒而失活；而如若烟气先经过除尘和脱硫，这样烟气虽有较低的烟尘和SO2浓度，但烟气温度较低(100-180℃)，不能达到掺杂WO3或者MoO3的V2O5/TiO2催化剂的活性温度窗口；因此开发具有良好低温活性的SCR催化剂开始受到研究者的重视。CN201210481033公布了一种以Ce-Zr-Co三种金属氧化物的共熔体为载体的MnOx低温SCR催化剂，但其活性温度窗口仍然较高为150-250℃，使得该催化剂只可应用于脱硫设备之前，较高的SO2浓度对催化剂的寿命产生了制约；CN201010606894公布了一种掺杂了Co、Cu、Cr、Zr、Al中的一种或多种元素的Mn-Ce/TiO2催化剂，该催化剂的活性温度窗口为100-180℃，但其采用的原料成本相对较高，并且用共沉淀法制备含有多种金属元素的催化剂，其性能难以保障，且在高浓度SO2条件下催化剂的活性并不理想。此外，即使是在较低浓度的SO2条件下，当烟气中水蒸汽含量很高时，现有的低温脱硝SCR催化剂的活性都会受到较大影响。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种具有良好的低温催化活性且抗水抗硫性能强的脱硝催化剂以及其制备方法和制备系统。为达到上述目的，本专利技术一种脱硝催化剂，包括载体和活性组分，所述载体为经过微波改性的改性活性焦/炭，所述活性组分为锰钴复合氧化物。进一步地，所述改性活性焦/炭是通过将活性焦/炭经氯化锌溶液浸泡后在惰性气体氛围内利用微波进行辐射获得。进一步地，所述锰钴复合氧化物锰和钴的有效质量比为2:1～1:1，锰和钴总量相对于所述改性活性焦/炭载体的有效质量比为0.03:1～0.2:1。为达到上述目的，本专利技术脱硝催化剂的制备方法，所述方法包括下述步骤：步骤1：利用微波辐射制备改性活性焦/炭，配备锰盐和钴盐混合溶液；步骤2：将改性活性焦/炭浸渍在所述锰盐和钴盐混合溶液中；步骤3：将浸渍后的改性活性焦/炭烘干后在惰性氛围内进行煅烧，获得载体为改性活性焦/炭、活性组分为锰钴复合氧化物的脱硝催化剂。进一步地，所述制备改性活性焦/炭是通过下述方法实现的：将活性焦/炭经氯化锌溶液浸泡后过滤烘干；将烘干后的活性焦/炭在惰性气体氛围内进行微波辐射改性。进一步地，所述氯化锌溶液的浓度为0.3-2mol/L，每千克活性焦/炭对应的所述氯化锌溶液的体积大于10L。进一步地，所述氯化锌浸泡过的活性焦/炭在不超过100℃的空气氛围中烘干，烘干后的后的活性焦/炭置于工业微波炉中在惰性气体氛围内进行微波辐射改性；单位质量活性焦/炭对应的微波功率为0.5kw/kg～5kw/kg，微波辐射的时间为10～20min。进一步地，所述煅烧的温度为200～600℃，煅烧的时间为3～10h。进一步地，所述活性焦/炭为活性焦、果壳活性炭、木质活性炭、煤质活性炭；所述锰盐为硝酸锰、醋酸锰，所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴，所述锰盐和钴 盐混合溶液的锰盐和钴盐的总浓度为2mol/L～5mol/L。为达到上述目的，本专利技术一种脱硝催化剂的制备系统，包括氯化锌溶液储槽，微波辐射装置、锰盐和钴盐混合溶液储槽、烘干装置、煅烧装置；所述氯化锌溶液储槽用于放置配备好的氯化锌溶液；所述微波辐射装置用于对经过氯化锌溶液浸泡后烘干的活性焦/炭进行微波辐射处理从而获得改性活性焦/炭；所述锰盐和钴盐混合溶液储槽用于储存改性活性焦/炭浸渍的锰盐和钴盐混合液；所述烘干装置用于烘干经过氯化锌溶液浸泡的活性焦/炭和浸渍锰盐和钴盐混合液后的改性活性焦/炭；所述煅烧装置用于煅烧烘干后的改性活性焦/炭。本专利技术脱硝催化剂可以用于低温烟气脱硝，本专利技术脱硝催化剂以经过微波改性的活性焦/炭为载体，以负载在其表面的锰钴复合氧化物为活性组分，对于氮氧化物的还原具有很高催化效率并具有良好抗水抗硫性能。本专利技术脱硝催化剂的制备方法，将活性焦/炭用氯化锌溶液浸泡后过滤烘干，并在惰性气体氛围内通过微波辐射进行改性，获得改性活性焦/炭载体；以锰盐和钴盐作为前驱体通过浸渍的方法将锰和钴负载在改性活性焦/炭表面，并在惰性气体氛围内对其进行煅烧。通过氯化锌浸渍和微波改性的活性焦/炭载体理化性质发生了改变，在和锰钴复合氧化物的协同作用下使得催化剂在100～180℃的低温条件下对于氮氧化物的催化还原具有良好的催化活性和抗水抗硫性能。具体实施方式实施例1本实施例提供一种脱硝催化剂包括载体和活性组分，所述载体为经过微波改性的改性活性焦/炭，所述活性组分为锰钴复合氧化物。其中，所述改性活性焦/炭是通过将活性焦/炭经氯化锌溶液浸泡后进行烘干 后再利用微波在惰性气体氛围内进行辐射获得，锰钴复合氧化物以锰盐和钴盐为前驱体，通过浸渍的方法负载在改性活性焦/炭表面，再把负载有锰盐和钴盐的在改性活性焦/炭样品于惰性气体氛围内进行煅烧从而获得脱硝催化剂。所述锰钴复合氧化物锰和钴的有效质量比为2:1～1:1，锰和钴的总量相对于所述改性活性焦/炭载体的有效质量比为0.03:1～0.2:1。本实施例用作载体的改性活性焦/炭可以采用常见的活性焦、果壳活性炭、木质活性炭、煤质活性炭等进行微波辐射获得。实施例2本实施例提供一种制备实施例1所述的脱硝催化剂的制备系统，本实施例脱硝催化剂的制备系统包括氯化锌溶液储槽，过滤装置、微波辐射装置、锰盐和钴盐混合溶液储槽、烘干装置、煅烧装置、惰性气体装置。其中，所述氯化锌溶液储槽用于放置氯化锌溶液浸泡活性焦/炭；浸泡每千克活性焦/炭对应的氯化锌溶液储槽内的氯化锌溶液体积大于10L，所述氯化锌溶液的浓度为0.3-2mol/L。所述过滤装置用于将经过氯化锌溶液浸泡的活性焦/炭与氯化锌溶液分离和将锰盐和钴盐混合溶液浸渍的改性活性焦/炭与锰盐和钴盐混合溶液分离，所述过滤装置的滤孔目数为20～30目。所述微波辐射装置用于对经过氯化锌溶液浸泡后烘干的活性焦/炭进行微波辐射处理从而获得改性活性焦/炭；所述微波辐射装置可为频率为2450MHZ或915MHZ的工业微波炉，单位质量活性焦/炭对应的微波功率为0.5kw/kg～5kw/kg，微波辐射时间为5-20分钟。所述惰性气体装置向所述工业微波炉和马弗炉内供入惰性气体从而在所述工业微波炉内和马弗炉内形成惰性气体环境。所述锰盐和钴盐混合溶液储槽用于储存改性活性焦/炭浸渍的锰盐和钴盐混合液。所述烘干装置用于烘干经过氯化锌溶液浸泡的活性焦/炭和浸渍锰盐和钴盐 混合液后的改性活性焦/炭，所述烘干装置可为烘干箱，烘干箱在烘干过程中控制烘干温度为100℃，烘干时间为24h。所述煅烧装置用于煅烧烘干后的改性活性焦/炭，所述煅烧装置可为马弗炉，所述烘干后的改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硝催化剂，其特征在于：包括载体和活性组分，所述载体为经过微波改性的改性活性焦/炭，所述活性组分为锰钴复合氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种脱硝催化剂，其特征在于：包括载体和活性组分，所述载体为经过微波改性的改性活性焦/炭，所述活性组分为锰钴复合氧化物。2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于：所述改性活性焦/炭是通过将活性焦/炭经氯化锌溶液浸泡后在惰性气体氛围内利用微波进行辐射获得。3.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于：所述锰钴复合氧化物锰和钴的有效质量比为2:1～1:1，锰和钴总量相对于所述改性活性焦/炭载体的有效质量比为0.03:1～0.2:1。4.一种脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：步骤1：利用微波辐射制备改性活性焦/炭，配备锰盐和钴盐混合溶液；步骤2：将改性活性焦/炭浸渍在所述锰盐和钴盐混合溶液中；步骤3：将浸渍后的改性活性焦/炭烘干后在惰性氛围内进行煅烧，获得载体为改性活性焦/炭、活性组分为锰钴复合氧化物的脱硝催化剂。5.根据权利要求4所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备改性活性焦/炭是通过下述方法实现的：将活性焦/炭经氯化锌溶液浸泡后过滤烘干；将烘干后的活性焦/炭在惰性气体氛围内进行微波辐射改性。6.根据权利要求5所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述氯化锌溶液的浓度为0.3-2mol/L，每千克活性焦/炭对应的所述氯化锌溶液的体积大于10L。7.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：安忠义，詹茂华，李启超，陆培兴，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，中冶华天安徽节能环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34