一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，属于烟气治理技术领域。该活性炭催化剂制备方法包括如下步骤：(1)TiO2掺杂Cu：钛的醇盐溶液中加入铜盐，水浴加热，形成凝胶，凝胶干燥后研磨烧结，得到Cu掺杂TiO2粉体；(2)活性炭负载Cu掺杂TiO2：将Cu掺杂TiO2粉体与分散剂和粘结剂加入水中，将活性炭浸渍其中，超声震荡，干燥后以3‑6℃/min速率升温至400‑450℃，保温，冷却后得到负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂。得到的催化剂脱硫脱硝率分别达到93.2％和88.7％以上，经过再生处理后，再生脱硫脱硝率达到88.4％和83.8％以上，且得到的催化剂无任何毒害性。

Preparation method of activated carbon catalyst for flue gas desulfurization and denitration

The invention discloses a preparation method of an activated carbon catalyst for flue gas desulfurization and denitration, belonging to the technical field of flue gas treatment. The activated carbon catalyst preparation method comprises the following steps: (1) TiO2 doped Cu: adding copper salt, titanium alkoxide solution in water bath heating, gel, gel drying after grinding and sintering, Cu doped TiO2 powder; (2) Cu doped activated carbon loaded with TiO2: Cu doped TiO2 powder dispersant and binder is added to water, activated carbon impregnated, ultrasonic, after drying to 3 6 DEG /min heating rate to 400 450 DEG C, insulation, cooling after activated carbon loaded with Cu doped TiO2 catalyst. The desulfurization and denitrification rates of the obtained catalysts reached 93.2% and 88.7%, respectively. After regeneration treatment, the desulfurization and denitrification rate reached 88.4% and 83.8%, and the catalyst obtained was free from any toxicity.

【技术实现步骤摘要】
一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法
本专利技术属于烟气治理
，具体而言，涉及一种烟气脱硫脱硝的催化剂，尤其涉及一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法。
技术介绍
煤锅炉和火力发电厂排放的烟气中含有二氧化硫、氮氧化物和粉尘等多种有害成分，对我国的自然资源、生态系统和公众健康构成严重威胁，因此相应的环境保护法规对其排放要求日趋严格。烟气污染物排放控制技术主要是为了减少工业烟气中SO2和NOX的大量排放，以降低工业发展所排放出的污染物对环境的破坏，在烟气污染物排放控制技术中，SO2脱除技术主要有石灰石-石膏法、氨法和循环流化床法等；NOx脱除技术主要有选择性催化还原法、选择性非催化还原法和氧化吸收法。在众多烟气污染物排放控制技术中，活性焦/炭法烟气控制技术具有耗水少，能够同时脱除SO2、NOX，且无二次污染。专利CN103736391A公开了一种复合活性炭脱硫剂，有竹炭，生石灰，风化煤，氢氧化钠，碳酸氢钠，碳酸氢铵，生石膏，鲜苇根，沸石，三聚磷酸钠，羧甲基纤维素钠和月硅酸钠等化合物制备而成，可以用于吸附废气，废水中的SO2、SO3、H2S、有机硫等。专利CN101954284A提供了一种活性炭脱硫催化剂的制备方法，将含铜化合物，含铁化合物，含钴化合物与含锌化合物混合后，再将活性炭分散在溶液中，最后制得脱硫催化剂，具有较高的脱硫效率。上述碳基脱硫剂，制备方法较为复杂，需要原料成分较多，且并未提及制备的催化剂是否还具有脱除氮氧化物的能力。专利CN102527369A公开了一种活性炭负载稀土金属氧化物还原脱硝催化剂，该催化剂以活性炭为脱硝催化剂载体，以稀土金属铈，或镧与铈双组分为催化活性组分，对氮氧化物进行还原，具有较高脱硝效率，但是该催化剂采用价格较高的稀土金属作为催化剂活性成分，且并未提及是否也具有良好的脱硫效率。CN1597094A公开了一种用于脱硫脱硝的蜂窝状活性炭基催化剂的制备方法，该催化剂通过在活性炭粉中添加酚醛树脂或呋喃树脂粘结剂，再挤压成型后进行炭化，并浸渍在偏钒酸铵和草酸混合溶液中，经干燥，焙烧，氧化制备得到，但是活性成分为具有一定毒性的五氧化二钒，废弃的催化剂需要经过处理。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种脱硫脱硝率高，且再生后仍然具有极高脱硫脱硝率的用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法。为了实现本专利技术的目的，通过大量试验研究并不懈努力，最终获得如下技术方案：一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，包括如下步骤：(1)TiO2掺杂Cu：在钛的醇盐溶液中加入铜盐，水浴加热，形成凝胶，凝胶干燥后研磨、煅烧，得到Cu掺杂TiO2粉体；(2)活性炭负载Cu掺杂TiO2：将Cu掺杂TiO2粉体与分散剂和粘结剂加入水中，得到溶液，将活性炭浸渍在溶液中，超声震荡，过滤后干燥，再以3-6℃/min速率升温至400-450℃，保温30-50min，冷却后得到负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂。步骤(1)具体为：将钛酸酯溶于无水乙醇中得到溶液A，将铜盐、水和冰醋酸加入无水乙醇，搅拌得到溶液B，将溶液B缓慢滴加至溶液A中，滴加完毕后继续搅拌30min，40℃水浴加热，得到凝胶，烘干得到干凝胶，将干凝胶研磨后在500-800℃下煅烧，得到Cu掺杂TiO2粉体。进一步优选地，如上所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其中所述钛酸酯中的钛与铜盐中的铜元素摩尔比为(2-5)：1。优选地，如上所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其中所述钛酸酯为钛酸四丁酯，所述铜盐为硝酸铜或氯化铜。优选地，如上所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其中步骤(2)中所述粘结剂为正硅酸乙酯，所述分散剂为聚乙二醇。优选地，如上所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其中步骤(2)中所述活性炭按照如下步骤制备：将椰壳活性炭超声浸渍在铁盐溶液中，铁盐质量为椰壳活性炭质量的2-4％，静置后过滤烘干，得到的混合物进行活化处理，活化结束后盐酸洗涤、干燥，得到活性炭。优选地，如上所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其中活化处理为以5-10℃/min速率升温至800-850℃，活化时间为30-40min。优选地，如上所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其中超声浸渍7-10h，静置18-22h。本专利技术相对于现有技术，具有如下技术效果：本专利技术制备得到的负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂对SO2和氮氧化物均具有良好的去除率，脱硫率达到93.2％以上，脱硝率达到88.7％以上，且催化剂经过再生处理后，脱硫率达到88.4％以上，脱硝率达到83.8％以上。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。另外，实施例中未注明具体技术操作步骤或条件者，均按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂的制备：(1)将10ml钛酸四丁酯溶于35ml无水乙醇，磁力搅拌10min，混合均匀，形成黄色澄清溶液A，将1.1g硝酸铜、10ml蒸馏水和4ml冰醋酸加入35ml无水乙醇，剧烈搅拌得到溶液B，将溶液B缓慢滴加至溶液A中，滴速为3ml/min，滴加完毕后继续搅拌30min，40℃水浴加热2h后得到凝胶，置于马弗炉中80℃下烘干20h，得到干凝胶，在玛瑙研钵中研磨成细粉，将细粉在500℃下煅烧1h，得到Cu掺杂TiO2粉体；(2)活性炭负载Cu掺杂TiO2：取步骤(1)得到的5gCu掺杂TiO2粉体与2ml正硅酸乙酯和1ml聚乙二醇加入20ml水中，得到溶液，将活性炭浸渍在溶液中，超声震荡20min，将活性炭取出后过滤，常温干燥，再以3℃/min速率升温至400℃，保温30min，自然冷却后得到负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂。其中(2)中活性炭按照如下过程制备：取10g市售椰壳活性炭，将其浸渍在20ml浓度为0.045mol/L的Fe(NO3)3溶液，超声震荡8h，之后静置20h，混合物过滤后烘干，将其移入水蒸气活化管式炉中以10℃/min速率升温至800℃，活化30min，之后使用5wt％的盐酸溶液洗涤1-2次，干燥后，得到活性炭。实施例2负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂的制备：(1)将10ml钛酸四丁酯溶于35ml无水乙醇，磁力搅拌10min，混合均匀，形成黄色澄清溶液A，将2.66g硝酸铜、10ml蒸馏水和4ml冰醋酸加入35ml无水乙醇，剧烈搅拌得到溶液B，将溶液B缓慢滴加至溶液A中，滴速为3ml/min，滴加完毕后继续搅拌30min，40℃水浴加热2h后得到凝胶，置于马弗炉中80℃下烘干24h，得到干凝胶，在玛瑙研钵中研磨成细粉，将细粉在800℃下煅烧1.5h，得到Cu掺杂TiO2。(2)活性炭负载掺杂Cu的TiO2：取步骤(1)得到的5gCu掺杂TiO2粉体，将其与2ml正硅酸乙酯和1ml聚乙二醇加入20ml水中，将活性炭浸渍在其中，超声震荡20min，将活性炭取出后过滤，常温干燥，再以6℃/min速率升温至450℃，保温50min，自然冷却后得到负载Cu掺杂TiO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)TiO2掺杂Cu：在钛的醇盐溶液中加入铜盐，水浴加热，形成凝胶，凝胶干燥后研磨、煅烧，得到Cu掺杂TiO2粉体；(2)活性炭负载Cu掺杂TiO2：将Cu掺杂TiO2粉体与分散剂和粘结剂加入水中，得到溶液，将活性炭浸渍在溶液中，超声震荡，过滤后干燥，再以3‑6℃/min速率升温至400‑450℃，保温30‑50min，冷却后得到负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)TiO2掺杂Cu：在钛的醇盐溶液中加入铜盐，水浴加热，形成凝胶，凝胶干燥后研磨、煅烧，得到Cu掺杂TiO2粉体；(2)活性炭负载Cu掺杂TiO2：将Cu掺杂TiO2粉体与分散剂和粘结剂加入水中，得到溶液，将活性炭浸渍在溶液中，超声震荡，过滤后干燥，再以3-6℃/min速率升温至400-450℃，保温30-50min，冷却后得到负载Cu掺杂TiO2的活性炭催化剂。2.根据权利要求1所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：将钛酸酯溶于无水乙醇中得到溶液A，将铜盐、水和冰醋酸加入无水乙醇，搅拌得到溶液B，将溶液B缓慢滴加至溶液A中，滴加完毕后继续搅拌20-30min，40℃水浴加热，得到凝胶，烘干得到干凝胶，将干凝胶研磨后在500-800℃下煅烧，得到Cu掺杂TiO2粉体。3.根据权利要求1所述用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡登卫，张新利，
申请(专利权)人：宝鸡市金得利新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61