一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法。该催化剂中，包括如下组份，按重量百分比计：锰的氧化物占70～85wt％，过渡金属氧化物占7～28wt％，钴的氧化物占1～18wt％。以乙酸锰、聚乙二醇、高锰酸钾、硝酸钴、过渡金属可溶性盐为原料，经老化、洗涤、干燥、焙烧，制得脱硝催化剂。所制备的催化剂低温活性好，能够在150～260℃之间保持良好的氮氧化物脱除率和抗水抗硫性能。制备过程简单，重复性良好，常温下进行，成本低，可以应用于火电厂及工业窑炉等烟气的催化脱硝。

【技术实现步骤摘要】
一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法，属于烟气催化

技术介绍
由于现行电厂炉内低氮燃烧技术的局限性,NOx的排放并不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOx的排放，必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。在应用广泛的干法脱硝方法中，使用较多的是选择性还原脱硝(SCR)和选择性氧化脱硝(SCO)方法。SCR方法有其局限性。一方面，对于现在的燃煤电厂烟气脱硝而言，在SCR脱硝方法中，将烟气中的一氧化氮还原为氮气，并未对一氧化氮进行有效利用；另一方面，出于对催化剂活性的考虑，SCR催化装置一般布置在高温段，即将催化剂设置在锅炉省煤器之后、空预器之前。在这个位置上催化剂所处的烟气环境条件比较恶劣，如粉尘浓度较高、重金属浓度较高等，使得催化剂处于易磨损、易堵塞、易中毒的条件下，使得催化剂需要频繁的日常维护(如吹灰清洁)，缩短了使用寿命，增大了运行成本。如果将催化剂工作环境放置在除尘器之后，可以降低催化剂中毒的概率，但是难以达到催化所需的适宜温度，因此对催化剂的低温性能提出了考验。中国专利文献CN105413715A公开了低温烟气脱硝用复合载体负载型酸化锰钴铈的耐硫催化剂及其制备方法。利用Mn、Co、Ce金属的硝酸盐以浸渍法负载于溶胶凝胶法制备的TiO2/SiO2复合载体，再经硫酸化后焙烧得到的多组分负载型金属氧化物型催化剂。该专利技术制备的催化剂具有较大的比表面积及较低的壁厚，提高了抗硫性。但是制备步骤繁琐，需要先制备复合载体，并且该专利技术所制备的催化剂是用于SCR脱硝反应，利用催化还原法进行脱硝，并未对一氧化氮进行有效的利用。中国专利文献CN101352645A公开了一种烟气催化氧化脱硝工艺。采用以TiO2或ZrO2-TiO2为载体，Co为活性成分的催化剂，利用烟气中本身含有的氧气，将一氧化氮氧化成易溶于水的二氧化氮后，利用碱液吸收，将氮氧化合物脱除。该专利技术在控制氧化后烟气中二氧化氮的含量后，可以选择性的回收脱硝副产物中的亚硝酸盐，实现产物的资源化。但脱硝所需温度较高，成本较高。由此，研究开发适用于火电厂的低温氧化烟气脱硝催化剂具有重要意义。不仅可以在低温段对一氧化氮可以催化脱硝，节约资金和场地，还可以在后续环节中对二氧化氮进一步利用。不仅提高了脱硝效果，还对一氧化氮进行了合理利用，提高了经济效益。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法。该种脱硝催化剂在烟气温度150～260℃之间具有良好的氮氧化物去除率和抗水抗硫性能。本专利技术的技术方案如下：一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，包括如下组分，按重量百分比计：锰的氧化物占70～85wt％，过渡金属氧化物占7～28wt％，钴的氧化物占1～18wt％。根据本专利技术优选的，所述的常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，包括如下组分，按重量百分比计：锰的氧化物占25-57wt％，过渡金属氧化物占7～25wt％，钴的氧化物占3～16wt％。根据本专利技术优选的，所述过渡金属氧化物为铁、铈、镍的氧化物中的一种或两种以上的组合。一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂的制备方法，包括步骤如下：(1)将乙酸锰溶于去离子水中，得溶液A；(2)将聚乙二醇溶解在去离子水中，搅拌得溶液B；(3)将高锰酸钾、硝酸钴、过渡金属可溶性盐溶解于去离子水中，得溶液C；(4)将溶液B逐滴加入溶液A,搅拌至混合均匀，得混合溶液；(5)将溶液C逐滴加入步骤(4)中得到的混合溶液中，伴随强力搅拌，得反应液；(6)步骤(5)得到的反应液经老化、洗涤、干燥、焙烧，得脱硝催化剂。根据本专利技术优选的，所述步骤(1)溶液A中乙酸锰的质量浓度为63-92g/L。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)溶液B中聚乙二醇的质量浓度为8.3-100g/L。根据本专利技术优选的，所述步骤(3)中高锰酸钾与硝酸钴的摩尔比为1.4:1-6:1,高锰酸钾与过渡金属可溶性盐的摩尔比为0.6:1-3:1。根据本专利技术优选的，所述步骤(3)中过渡金属可溶性盐为Fe、Ce、Ni的硝酸盐或醋酸盐中的一种。根据本专利技术优选的，所述步骤(6)中老化条件为：室温下剧烈搅拌4～10h。根据本专利技术优选的，所述步骤(6)中干燥条件为：60～120℃下干燥12～18h。根据本专利技术优选的，所述步骤(6)中焙烧条件为：400℃下焙烧3～6h。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中的聚乙二醇为PEG400、PEG2000、PEG6000、PEG10000中的一种或者两种以上的组合。本专利技术具有如下优点：1、在本专利技术中，聚乙二醇作为分散剂使用，使催化剂结构中Mn分布更加均匀，具有更好的催化效果。2、本专利技术制备的催化剂低温活性好，能够在150～260℃之间保持良好的氮氧化物脱除率和抗水抗硫性能。3、该方法制备催化剂可在常温下得到，成本低，易于应用。4、经过脱硝生成的二氧化氮可进一步利用，在节省了能源的同时提高了经济效益，具有很好的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例3制得的催化剂对NO脱除的催化效果图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但不限于此。同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。催化剂活性的评价方法：对标准烟气进行脱硝催化测试，测试条件为：空速60,000h-1，CO含量300ppm,NO含量500ppm,SO2含量200ppm，H2O含量5％，N2为平衡气。实施例1一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，包括组份如下，按重量百分比计：锰的氧化物占43.84wt％，铁的氧化物占25.55wt％，钴的氧化物占5.22wt％。制备步骤如下：(1)将6.62g的乙酸锰溶于100ml去离子水中，得溶液A；(2)将1.05g的聚乙二醇(PEG400)溶解在30ml去离子水中，搅拌得溶液B；(3)将2.85g的高锰酸钾、1.45g的硝酸钴、6.23g硝酸铁溶解在200ml去离子水中，得溶液C；(4)将溶液B逐滴加入溶液A,搅拌至混合均匀，得混合溶液；(5)将溶液C逐滴加入步骤(4)中的混合溶液中，伴随强力搅拌，得反应液；(6)步骤(5)得到的反应液在室温下剧烈搅拌6h：过滤清洗后得到的固体在80℃下保持12h；将烘干后的固体在400℃下焙烧4h，得脱硝催化剂。对于标准烟气进行测试，NO脱除率在255℃达到71％。实施例2一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，包括组份如下，按重量百分比计：锰的氧化物占31.75wt％，钴的氧化物占3.78wt％，铈的氧化物占22.45wt％。制备步骤如下：(1)将6.31g的乙酸锰溶于100ml去离子水中，得溶液A；(2)将1.02g的聚乙二醇(PEG2000)溶解在30ml去离子水中，搅拌得溶液B；(3)将2.77g的高锰酸钾、1.45g的硝酸钴、3.64g硝酸铈溶解在200ml去离子水中，得溶液C；(4)将溶液B逐滴加入溶液A,搅拌至混合均匀，得混合溶液；(5)将溶液C逐滴加入步骤(4)中的混合溶液中，伴随强力搅拌，得反应液；(6)步骤(5)中得到的反应液在室温下剧烈搅拌5h；过滤清洗后得到的固体在100℃下保持16h；将烘干后的固体在400℃下焙烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，其特征在于，包括组份如下，按重量百分比：锰的氧化物占70～85wt％，过渡金属氧化物占7～28wt％，钴的氧化物占1～18wt％。

【技术特征摘要】
1.一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，其特征在于，包括组份如下，按重量百分比：锰的氧化物占70～85wt％，过渡金属氧化物占7～28wt％，钴的氧化物占1～18wt％。2.根据权利要求1所述的常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，其特征在于，所述的常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，包括如下组分，按重量百分比计：锰的氧化物占25-57wt％，过渡金属氧化物占7～25wt％，钴的氧化物占3～16wt％。3.根据权利要求1所述的常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，其特征在于，所述过渡金属氧化物为铁、铈、镍的氧化物中的一种或两种以上的组合。4.一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂的制备方法，包括步骤如下：(1)将乙酸锰溶于去离子水中，得溶液A；(2)将聚乙二醇溶解在去离子水中，搅拌得溶液B；(3)将高锰酸钾、硝酸钴、过渡金属可溶性盐溶解于去离子水中，得溶液C；(4)将溶液B逐滴加入溶液A,搅拌至混合均匀，得混合溶液；(5)将溶液C逐滴加入步骤(4)中得到的混合溶液中，伴随强力搅拌，得反应液；(6)步骤(5)得到的反应液经老化、洗涤、干燥、焙烧，得脱硝催化剂。5.根据权利要求4所述的常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延钊，郭永华，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37