一种干法固体脱硫脱硝用催化剂及其脱硫脱硝剂制造技术

一种干法固体脱硫脱硝用催化剂及其脱硫脱硝剂，本发明专利技术涉及气体处理领域。为提高脱硫脱硝的性能，本发明专利技术提供的一种催化剂，其制备方法如下：将一种以上的质量比例占15.0‑396.0份的铜盐和/或一种以上的质量比例占32.0‑48.0份的锰盐、质量比例占10.0‑30份的KMnO

A catalyst for dry solid desulfurization and denitrification and its desulfurization and denitrification agent

The invention relates to a catalyst for dry solid desulfurization and denitrification and a desulfurization and denitrification agent thereof, which relates to the field of gas treatment. In order to improve the performance of desulfurization and denitration, the catalyst is prepared as follows: more than one copper salt with a mass ratio of 15.0 \u2011 396.0 parts and / or more than one manganese salt with a mass ratio of 32.0 \u2011 48.0 parts and KMnO with a mass ratio of 10.0 \u2011 30 parts

【技术实现步骤摘要】
一种干法固体脱硫脱硝用催化剂及其脱硫脱硝剂
本专利技术涉及气体处理领域，具体来说是一种用于净化低温段烟气的干法脱硫脱硝剂。
技术介绍
减少烟气中硫氧化物和氮氧化物是降低大气污染的重要途径，文献报道和工业所采取的脱硝温度范围和采取的脱硝方式存在多种选则方案，例如：非选择性还原脱硝(SNCR)通常在温度约为800℃～950℃范围进行。根据选择性催化还原(SCR)催化剂适用的烟气温度范围不同，SCR催化剂可以分为高温(450℃-600℃及以上)、中温(320℃-450℃)和低温(120℃-300℃)。此外，还存在更低温度的SCR脱硝催化剂的研究探索。目前，炼钢、玻璃制品工厂排放100℃左右的烟气含有浓度高于超低排放限值的SO2和NO，开发效果显著、具有较长寿命的脱硫脱硝剂具有重要意义。目前，报道的一类典型的具低温度催化剂是锰系SCR催化剂。根据有无负载的情况，这种催化剂又分为两种：负载型和非负载型。提高非负载锰系SCR催化剂活性，通常是掺杂其他金属元素，例如KangM等人(Cu-MnmixedoxidesorlowtemperatureNOreductionwithNH3[J]CatalysisToday,2006,111(3-4):236-241)以水合硝酸铜和水合硝酸锰作为原料，采用共沉淀和灼烧方法制备了具有高反应活性的复合铜锰催化剂，采用NO(500ppm)、NH3(500ppm)、O2(5Vol.％)和氮气载气作为模拟烟气，在空速为3000h-1，温度为50℃-250℃条件下实现NO的转化率高于90％。再如LongRQ等人(Lowtemperatureselectivecatalyticreduction(SCR)ofNOwithNH3overFe–Mnbasedcatalysts[J]ChemicalCommunications,2002:452-453)以水合硝酸铁，水合醋酸锰，水合醋酸铜、硝酸氧锆、碳酸铵作为原料，按照铁-锰-第三元素为等摩尔比例进行投料，通过共沉淀法得到系列的铁锰、铁锰锆、铁锰钛低温催化剂，以NO(1000ppm)、NH3(1000ppm)、O2(2％)、氦气载气作为模拟烟气，在空速为1500h-1，温度为80℃-180℃条件下达到：80℃条件下，NO的转化率为68-74％；高于120℃条件下，NO的转化率接近100％。然而针对“纯MnOx”，在80℃-180℃条件下，NO的转化率为72-93％，并且产生8％-35％的N2O，当上述模拟烟气中引入H2O(2.5Vol.％)，对于催化剂的脱硝效率产生不利影响，但当工作温度在160℃-180℃条件下，NO的转化率依然接近100％，而且即使在H2O(2.5Vol.％)和SO2(37.5ppm或者1000ppm)共同存在情况下，NO的转化率未见明显影响。相对以上的非负载型SCR催化剂，负载型锰系SCR催化剂的研究涉及Al2O3、TiO2，凹凸棒石等载体。这些载体能够提供比较高的比表面积，或者提供抗硫性能。例如EttiredyyPR等人(SuracecharacterizationstudiesofTiO2supportedmanganeseoxidecatalystsforlowtemperatureSCRofNOwithNH3,AppliedCatalysisB:Environmental,2007,(26):123-134)采用硝酸锰水溶液分别和锐钛矿TiO2(Hombikat)，金红石TiO2(Kemira,100％金红石)，复合相TiO2(DegussaP-25，80％锐钛矿；20％金红石)混合，蒸发掉水份后，经过烘干和灼烧成为低温SCR催化剂，将含O2(2.0Vol.％)，NH3(400ppm)，NO(400ppm),氦气为载气作为模拟烟气，在空速为50000h-1，在温度为175℃条件下：对于Mn/TiO2(Hombikat)含量为16.67wt.％的催化剂，NO的转化率达到94％；对于Mn/TiO2(Kemira)催化剂，存在着非常相似的趋势。然而，在催化活性方面，Mn/TiO2(DegussaP-25)性能与前两者相比均较差。模拟气中引入11Vol.％的H2O，经过24h的老化测试表明NO的转化率和N2的选择性均没有变化。文献中报道的另一类低温段的烟气的脱硫脱硝的一种方案是：采用碱土金属氧化物、氢氧化物或者碳酸盐等作为载体，添加氧化剂来提高脱硫效果。例如：申请号为CN201610964889.4和CN201610966733.X的专利公开稿和申请号为CN201620222745.7的专利描述了“采用氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸钠或酸氢钠中的至少一种,或者再混合少量的次氯酸钠或高锰酸钾形成的颗粒状脱硝剂具有良好的脱硫和脱硝效果。再如：申请号为CN201610164989.9的专利公开稿描述了采用氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁、碳酸镁、碳酸钠或碳酸氢钠中的至少一种，并加入粘结剂0.1wt.％～10wt.％，5wt.％～10wt.％的硅藻土或者高岭土，0.2wt.％～1wt.％的二氧化铈和1wt.％～50wt.％的氯酸钠或高锰酸钾制备而成的脱硫脱硝剂。以上专利描述了这些脱硫脱硝剂的特点是：“...高效的脱硫脱硝材料在广泛的温度范围均有良好的脱除效果，即使温度0度时，其脱除效率亦在80％以上。随温度上升而脱硫效率有上升的趋势。各温度下脱硫效率很容易达到90％及90％以上”。上述第一类SCR反应的总的化学作用效果是：NH3作为还原剂，在O2存在的条件下还原NO，生产N2和H2O。从上述文献可以看出这些SCR催化剂的活性与元素组合与配比、制备条件、载体的结构等因素紧密相关。并且，关于抗硫中毒和寿命方面的研究并不系统。造成这些催化剂失效的物质包括：碱金属离子、硫酸盐、水蒸气等。因此，在工程应用中实现较高脱硝效率必然需要还原剂的浓度均匀性，工作温度，抗中毒方面均能够均要匹配得当。这种多种因素制约的复杂性增加了氨逃逸发生的风险，同时也加重了SCR催化体系设备的设计难度和对工艺工况控制的难度(朱建军，SCR装置结构设计制作安装中控制氨逃逸率的几项措施，2016年燃煤电厂超低排放形势下SCR脱硝系统运行管理及氨逃逸监测、空预器堵塞与低温省煤器改进技术交流研讨会论文集，2016：143-149)。上述第二类脱硫脱硝剂的优势是不需要NH3作为还原剂，这避免了钒钛基或者锰基催化剂因中毒或者失效而造成的氨逃逸问题。同时，含碱土或者碱金属元素的碱性物质作为吸收剂，则对于硫氧化物和所述的氮氧化物可能起到更强的中和、吸收作用。然而，现实中发现掺杂NaClO、KMnO4、CeO2的碱性基料对烟气中SO2和或NO的脱除能力尚不够理想。这会造成脱硫脱硝剂消耗量巨大。
技术实现思路
本专利技术针对低温烟气的脱硫脱硝，借鉴干法或者半干法脱硫的方案，以含钙和或含镁的碱性物质作为载体，添加了含锰和铜的催化剂，明显地提高了脱硫脱硝剂的效能。而且，这些脱硫脱硝剂可以单独用作脱硫，或脱硝目的。本专利技术将脱硝温度段分为高温(450℃以上)、中温(320℃-450℃)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干法固体脱硫脱硝用催化剂，其特征在于，所述的催化剂为含铜盐和/或锰盐、高锰酸钾及碳酸钠混合后于灼烧而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种干法固体脱硫脱硝用催化剂，其特征在于，所述的催化剂为含铜盐和/或锰盐、高锰酸钾及碳酸钠混合后于灼烧而成。


2.如权利要求1所述的一种干法固体脱硫脱硝用催化剂，其特征在于，所述的催化剂的制备方法如下：将一种以上的质量比例占15.0-396.0份的铜盐和/或一种以上的质量比例占32.0-48.0份的锰盐、质量比例占10.0-30份的KMnO4以及质量比例占100.0-900.0份的碳酸钠溶液分散到溶剂中形成浆料，搅拌，产物经过滤、洗涤、干燥、研磨后，在空气气氛中，于300℃-350℃条件下灼烧而成。


3.如权利要求2所述的一种干法固体脱硫脱硝用催化剂，其特征在于，所述的溶剂为水，所述的水的质量比例占1000.0份。


4.如权利要求1所述的一种干法固体脱硫脱硝用催化剂，其特征在于，所述的铜盐为五水合硫酸铜和/或三水合硝酸铜。


5.如权利要求1所述的一种干法固体脱硫脱硝用催化剂，其特征在于，所述的锰盐为一水合硫酸锰和/或四水合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈壁，
申请(专利权)人：陈壁，
类型：发明
国别省市：江苏;32