一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术涉及一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法，该脱硫脱硝催化剂包括复合载体以及负载在所述复合载体上的活性组分，所述复合载体由质量比为10:1‑3的凹凸棒石粘土与分子筛和活性炭组成，所述活性组分为五氧化二钒和氧化铁；凹凸棒石粘土与分子筛和活性炭在醋酸水溶液中混匀、成型、干燥、焙烧得到复合载体，复合载体在NH

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法和使用方法
本专利技术涉及一种脱硫脱硝催化剂的制备方法及其应用。
技术介绍
二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物，是造成酸雨和光化学烟雾的主要根源。由燃煤引起的的污染是我国城市大气的主要污染来源，全国SO2排放量的90％和NOx排放量的70％均来自燃煤。因此，减少SO2和NOx排放量的关键是控制燃煤烟气中SO2和NOx的产生及排放，而烟气脱硫脱硝一体化技术是目前控制SO2和NOx排放的最有效手段之一。凹凸棒石黏土是一种廉价的天然铝镁硅酸盐矿物，具有独特的纤维状晶体结构及优越的胶体、吸附、催化和充填等物化性能，在环境保护、化工、轻工、农林、建材等多个领域均有极其广泛的应用。凹凸棒石粘土具有大的比表面积和较好的吸附活性，其结构中的Mg2+、Al3+很容易被其它金属离子交换，形成活性位，是一种很好的吸附剂和载体。凹凸棒石粘土，与活性炭、沸石等常见的脱硫脱硝吸附剂相比，凹凸棒石粘土的比表面积较小，分散性也较差，因此有必要对凹凸棒石粘土载体进行改良，提高相应的催化剂对烟气脱硝效果。到目前为止以凹凸棒粘土、分子筛和活性炭为复合载体负载活性金属氧化物氧化铁和五氧化二钒在烟气同时脱硫脱硝技术中的应用研究国尚未见报道。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种适宜工业燃煤锅炉烟气同时脱硫脱硝的催化剂，该催化剂生产简单、成本低廉、且具有高活性，可解决现有烟气脱硫脱硝装置脱硫脱硝率低、设备投资和运行费用高等问题。本专利技术一种脱硫脱硝催化剂，包括复合载体以及负载在所述复合载体上的活性组分，所述复合载体由凹凸棒石粘土、分子筛和活性炭组成，其中分子筛和活性炭的总质量与凹凸棒石粘土的质量比为10:1-3，所述活性组分由五氧化二钒和氧化铁组成。进一步的，所述催化剂中复合载体与活性组分质量比为3-23:1。进一步的，所述复合载体上还负载有助催化剂，所述催化剂中助催化剂的质量百分数为0.1-5％。进一步的，所述助催化剂为氧化镍或氧化钴中的一种或两种。本专利技术的一种脱硫脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将粒径为45-60μm的凹凸棒石粘土粉中添加稻壳制备的活性炭和NY分子筛，两者的加入总质量于凹凸棒石粘土的质量比为1-3:10，混合均匀后加入适量的醋酸溶液搅拌成糊状，放入成型机中成型，经干燥、焙烧，得到复合载体；(2)将步骤(1)中得到的复合载体放入NH4VO3和Fe(NO3)3的混合水溶液中，采用等体积浸渍3-7小时后，优选4-6小时，在50-70℃干燥2-3小时，然后在90-110℃干燥5-6小时后，于氮气保护和200-400℃条件下焙烧2-3小时，优选200-300℃，得到脱硫脱硝催化剂。进一步的，步骤(1)中，在90-110℃下干燥4-6h。进一步的，步骤(1)中，在惰性气体保护下，300-500℃下焙烧1-5h，优选2-4小时。进一步的，步骤(2)中，NH4VO3和Fe(NO3)3的混合水溶液中，NH4VO3的浓度为0.5-0.8mol/L，Fe(NO3)3的浓度为0.1-0.5mol/L。本专利技术的一种脱硫脱硝催化剂的使用方法，将所述催化剂装入固定床反应器中，在120-300℃下通入烟气，脱硫率为88-95％，脱硝率为85-93％。进一步的，所述烟气流量为400-600mL/min。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：1、本专利技术的脱硫脱硝催化剂生产简单、成本低廉、且具有高活性，可解决现有烟气脱硫脱硝装置脱硫脱硝率低、设备投资和运行费用高等问题，其中脱硫率为88-95％，脱硝率达85-93％；2、可直接利用凹凸棒石粘土和农业废弃物如秸秆制备的活性炭为原料制备脱硫脱硝催化剂，所以生产成本低；3、本专利技术的脱硫脱硝催化剂活性高，性能稳定，可反复使用，不造成二次污染。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1在粒径为60μm的凹凸棒石粘土粉中添加比表面积为700m2/g的稻壳制备的活性炭粉末以及NY分子筛，活性炭粉末以及NY分子筛的加入总质量为凹凸棒石粘土的12％，逐量加醋酸水溶液同时并均匀搅拌直至成糊状，挤条成型，在烘箱中于100℃干燥5小时，在氮气保护下300℃下焙烧2小时，制成复合载体；将制成的复合载体放入0.5mol/LNH4VO3和0.1mol/LFe(NO3)3混合水溶液中，采用等体积浸渍2小时后，在60℃干燥3小时，然后在10℃干燥5小时后于200℃焙烧3小时，制得脱硫脱硝催化剂，碾磨，40-60目过筛；将脱硫脱硝催化剂1.0克装入固定床反应器中，升温至200℃通气反应，模拟烟气的组成为NH3300ppm，NO2300ppm，SO2810ppm，平衡气为N2和5％的O2，气体流量500mL/min，脱硫率为88％，脱硝率为85％。实施例2在粒径为45μm的凹凸棒石粘土粉中添加比表面积为700m2/g的稻壳制备的活性炭粉末和NY分子筛，活性炭粉末和NY分子筛的加入总质量为凹凸棒石粘土的20％，逐量加醋酸水溶液同时并均匀搅拌直至成糊状，挤条成型，在烘箱中于100℃干燥3小时，在氮气保护下350℃下焙烧2小时，制成复合载体；将制成的复合载体放入0.8mol/LNH4VO3和0.5mol/LFe(NO3)3混合溶液中，采用等体积浸渍2小时后，在60℃干燥3小时，然后在10℃干燥5小时后于300℃焙烧3小时制得同时脱硫脱硝剂，碾磨，40-60目过筛；将同时脱硫脱硝剂1.0克装入固定床反应器中，升温至230℃通气反应，NH3300ppm，NO2300ppm，SO2810ppm，平衡气为N2和5％的O2，气体流量500mL/min，脱硫率为95％，脱硝率为93％。实施例3：在粒径为60μm的凹凸棒石粘土粉中添加比表面积为700m2/g的稻壳制备的活性炭粉末和NY分子筛，活性炭粉末以及NY分子筛的加入总质量为凹凸棒石粘土的30％，逐量加醋酸水溶液同时并均匀搅拌直至成糊状，挤条成型，在烘箱中于100℃干燥4小时，在氮气保护下350℃下焙烧2小时，制成复合载体；将制成的复合载体放入0.5mol/LNH4VO3和0.5mol/LFe(NO3)3混合水溶液中，采用等体积的浸渍2小时后，在60℃干燥3小时，然后在10℃干燥5小时后于300℃焙烧3小时制得同时脱硫脱硝剂，碾磨，40-60目过筛；将催化剂1.0克装入固定床反应器中，升温至250℃通气反应，NH3300ppm，NO2300ppm，SO2810ppm，平衡气为N2和5％的O2，气体流量500mL/min，脱硫率为85％，脱硝率为70％。实施例4：在粒径为60μm的凹凸棒石粘土粉中添加比表面积为700m2/g的稻壳制备的活性炭粉末和NY分子筛，活性炭粉末以及NY分子筛的加入总质量为凹凸棒石粘土的20％，逐量加醋酸水溶液同时并均匀搅拌直至成糊状，挤条成型，在烘箱中于100℃干燥5小时，在氮气保护下300℃下焙烧2小时，制成复合载体；将制成的复合载体放入0.6mol/LNH4VO3和0.3mol/LF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硫脱硝催化剂，其特征在于：包括复合载体以及负载在所述复合载体上的活性组分，所述复合载体由凹凸棒石粘土、分子筛和活性炭组成，其中分子筛和活性炭的总质量与凹凸棒石粘土的质量比为1‑3:10，所述活性组分由五氧化二钒和氧化铁组成。

【技术特征摘要】
1.一种脱硫脱硝催化剂，其特征在于：包括复合载体以及负载在所述复合载体上的活性组分，所述复合载体由凹凸棒石粘土、分子筛和活性炭组成，其中分子筛和活性炭的总质量与凹凸棒石粘土的质量比为1-3:10，所述活性组分由五氧化二钒和氧化铁组成。2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂中复合载体与活性组分质量比为3-23:1。3.根据权利要求2所述的脱硫脱硝催化剂，其特征在于：所述复合载体上还负载有助催化剂，所述催化剂中助催化剂的质量百分数为0.1-5％。4.根据权利要求3所述的脱硫脱硝催化剂，其特征在于：所述助催化剂为氧化镍或氧化钴中的一种或两种。5.一种如权利要求1所述的脱硫脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将凹凸棒石粘土、分子筛和活性炭加入醋酸水溶液中混匀并呈糊状，经成型、干燥、焙烧后，得到复合载体；(2)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴勇，宦斌，张海升，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32