填料型湿法脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了填料型湿法脱硝催化剂及其制备方法。按重量计，填料型湿法脱硝催化剂主要由以下原料制成：蜂窝陶瓷载体98～99％，氯化钯0.5～2％。本发明专利技术以堇青石蜂窝陶瓷为载体，钯为活性成分，制备了一种在湿法脱硝中可连续使用的填料型催化剂，具体是：称取氯化钯和聚乙二醇加后加入蒸馏水再置于水浴锅进行混合；氯化钯溶解后加入铝溶胶，滴加氨水制成胶体；把酸蚀后的载体加入烧杯中进行浸渍，然后放进烘箱，干燥后放微波马弗炉中于500℃下焙烧3h；把半成品催化剂置于烧杯中，加入乙醇和水混合液至没过固体，称取相应量的硼氢化钠加入其中进行充分还原；经洗涤、干燥后得到目标催化剂。本发明专利技术解决了SCR工艺中氨逃逸的问题，实现了吸收与催化还原的一体化。

Packing type wet denitration catalyst and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
填料型湿法脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂制备领域，具体涉及制作一种湿法脱硝中填料型湿法脱硝催化剂和设计其使用的填料吸收柱的方法。催化剂在低温下即可获得较高脱硝率，且工作稳定，制备周期短，无氨逃逸。既可用于船舶、汽车尾气的脱硝处理，也可用于工业废气的脱硝处理。
技术介绍
尾气中的氮氧化物(主要成分是NO)是大气的主要污染物之一，由于化石燃料使用量的剧烈提升，使全球每年排放NOx的总量超过3000万t，而且还在持续增长，NOx成为仅次于可吸入颗粒物的空气污染物，对人类生产生活带来极大影响，因此，减少NOx的排放，降低空气中NOx的浓度，已成为人们亟待解决的问题。在众多脱硝技术中，现今使用最多和最为成熟的是SCR技术，但随着对其缺点的不断改进已经到达了最优状态，但仍存在氨逃逸和催化剂反应窗口温度过高、催化剂易中毒等的问题，要是想达到更好的脱硝效果必须开发其他新工艺。湿法脱硝中的络合脱硝整体设备投资、操作温度、运行费用都比较低，但是目前络合液再生问题一直没有很好的解决，阻碍了该技术的工业化运行。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是：提供一种新型填料型湿法脱硝催化剂及其工艺，以便克服上述现有技术存在的缺陷。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案：本专利技术提供的填料型湿法脱硝催化剂，按重量计，主要由以下原料制成：蜂窝陶瓷载体98～99％，氯化钯0.5～2％。所述填料型湿法脱硝催化剂是以蜂窝陶瓷为载体，在填料上负载钯单质制成，实现了对尾气中NO的络合吸收和络合液的耦合再生，提高了络合脱硝的效率及络合液催化再生的能力。本专利技术提供的填料型湿法脱硝催化剂的制备方法，具体是：把整块的蜂窝陶瓷切割为适当方块，对陶瓷表面进行适当腐蚀，烘干后备用；称取氯化钯固体1～3g，乙二醇2mL入蒸馏水再置于水浴锅进行混合；氯化钯完全溶解后加入适量铝溶胶5～8g制成胶体；然后把处理后的蜂窝陶瓷载体加入烧杯中进行浸渍，再放进烘箱进行干燥，得到半成品催化剂；将半成品催化剂放入微波马弗炉中于焙烧，自然冷却至室温；把半成品催化剂置于烧杯中，称取相应量的硼氢化钠3～5g进行充分还原；洗涤后进行干燥，得到目标催化剂。本专利技术方法可以包括以下步骤：步骤1.将载体浸没在装有稀盐酸溶液的烧杯中，再置于超声清洗机内进行洗涤，除去表面杂质同时对陶瓷表面进行适当腐蚀；步骤2.把氯化钯和聚乙二醇分散剂加入烧杯中后加入蒸馏水再置于水浴锅下进行混合；氯化钯完全溶解后加入适量铝溶胶，滴加氨水制成胶体；步骤3.把胶体加入烧杯中用氯化钯胶体进行浸渍3h，将其移置坩埚中再放进烘箱进行干燥；步骤4.干燥完成后放入微波马弗炉中于焙烧，自然冷却至室温，得到半成品催化剂；步骤5.把半成品催化剂置于烧杯中，加入纯乙醇和水的混合液至没过固体，称取与氯化钯相应量的硼氢化钠加入混合液中进行充分还原；步骤6.选取EDTA-Fe(Ⅱ)作为络合液吸收混合气体中的NO，使尾气中的NO在催化剂和还原剂作用下还原为N2，催化剂采用钯单质，还原剂采用甲酸和甲酸钠；步骤7.采用循环水加热型填料塔，在其中进行吸收与催化，实现一体化处理氮氧化物。所述步骤1中，蜂窝陶瓷为600目，酸蚀时间为5分钟。所述步骤1中，稀盐酸体积分数浓度为10％。所述步骤2中，胶体的pH＝9-11。所述步骤2中，所用原料氯化钯和聚乙二醇比例是：1g氯化钯/2mL聚乙二醇。所述步骤4中，焙烧工艺为：升温速率为4～6℃/min，焙烧温度为400～500℃，焙烧时间为150～180min。所述步骤5中，加入乙醇和水按3：1的体积比例配成，防止硼氢化钠剧烈反应。所述步骤6中，甲酸和甲酸钠提供氢源，在钯单质作用下把NO还原为N2。所述步骤7中，采用填料吸收塔，把催化吸收整合在一起，解决了现有的先吸收后催化不易调节匹配的问题，便于调节流量与气体流速。并且实现了连续加料，部分程度解决间接加料造成的过还原问题，提高了催化的选择性；所述步骤7中，循环水加热型填料塔，从加热循环液的储槽中取水，既可以维持反应温度，又可以保证整体操作温度的一致性。本专利技术与现有技术相比，具有以下突出的实质性特点：1、目前的脱硝工艺按大类可分为湿法脱硝和干法脱硝两种路线，在众多脱硝技术中，使用最多和最为成熟的是SCR技术，但仍存在氨逃逸和催化剂反应窗口温度过高、催化剂易中毒等的问题，要是想达到更好的脱硝效果必须开发其他新工艺。湿法脱硝中的络合脱硝整体设备投资、操作温度、运行费用都比较低，但是目前络合液再生问题一直没有很好的解决，阻碍了该技术的工业化运行本专利技术以堇青石蜂窝陶瓷为载体，钯单质为活性成分，制备了一种在湿法脱硝中可连续使用的填料型催化剂，并采用填料催化吸收塔，以实现EDTA-Fe(Ⅱ)络合脱硝与甲酸催化还原再生EDTA-Fe(Ⅱ)络合液的耦合，推动络合吸收的工业化。采用较为前沿的络合脱硝耦合催化还原一体化工艺，解决了现有的先吸收后催化不易调节匹配的问题，并且降低了实验仪器的组合难度，更加便于调节流量与气体流速；实现了连续加料，部分程度解决间接加料造成的过还原问题，提高了催化的选择性。2、通过本方法的处理，可知最佳工艺条件：把整块的蜂窝陶瓷切割为0.5cm3的方块，对其进行酸蚀，洗涤五分钟后取出载体用蒸馏水冲洗，最后把处理后的蜂窝陶瓷载体在烘箱中进行烘干后备用。称取一定质量的氯化钯固体、铝溶胶和聚乙二醇，将活性物质氯化钯和分散剂聚乙二醇、100ml蒸馏水加入烧杯中，在50℃下通过水浴加热混合均匀；待氯化钯完全溶解后加入适量铝溶胶，把pH调至10左右制成胶体；把处理后的蜂窝陶瓷载体加入烧杯中进行浸渍3h，放进烘箱进行干燥；干燥完成后放入微波马弗炉中于500℃下焙烧3h，自然冷却至室温；取半成品催化剂，并浸泡于乙醇和水的混合液(3:1)，将相应量的硼氢化钠加入其中进行充分还原；还原结束后，用蒸馏水进行洗涤，洗涤后进行干燥得到目标催化剂。在催化剂中钯含量为1.20％，操作温度为40℃时，整体脱销效果最好。其脱硝性能评价表明：在模拟烟气的气流量为150L/h，NO的含量为700ppm，O2的含量为10％，催化剂用量为150g，填料装填高度为30cm，络合液初始浓度为0.05mol/L以及pH为6条件下，在脱硝率达80％以上，催化剂可以连续运行120分钟，能够产生较好的经济效益；3、本方法制得的填料型湿法脱硝催化剂及其工艺与SCR相比，其反应温度低、催化效果好、无氨逃逸、络合液可循环使用。附图说明图1为本实施例中对填料型湿法脱硝催化剂分解NO活性进行测评的实验测试系统的结构示意图。图2为本专利技术中填料催化塔的装置的结构示意图。图1中：1-N2钢瓶；2，5，8-减压阀；3，6，9，17-转子流量计；4-压缩空气钢瓶；7-NO钢瓶；10-气体混合罐；11-填料反应塔；12-循环液储罐；13-循环泵；14-还原剂进料泵；15-原料剂储槽；16-真空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.填料型湿法脱硝催化剂，其特征是按重量计，主要由以下原料制成：蜂窝陶瓷载体98～99％，氯化钯0.5～2％。/n

【技术特征摘要】
1.填料型湿法脱硝催化剂，其特征是按重量计，主要由以下原料制成：蜂窝陶瓷载体98～99％，氯化钯0.5～2％。


2.根据权利要求1所述的填料型湿法脱硝催化剂，其特征是以蜂窝陶瓷为载体，在填料上负载钯单质，制成填料型催化剂，实现了对尾气中NO的络合吸收和络合液的耦合再生，提高了络合脱硝的效率及络合液催化再生的能力。


3.填料型湿法脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，把整块的蜂窝陶瓷切割为适当方块，对陶瓷表面进行适当腐蚀，烘干后备用；称取氯化钯固体1～3g，乙二醇2mL入蒸馏水再置于水浴锅进行混合；氯化钯完全溶解后加入适量铝溶胶5～8g制成胶体；然后把处理后的蜂窝陶瓷载体加入烧杯中进行浸渍，再放进烘箱进行干燥，得到半成品催化剂；将半成品催化剂放入微波马弗炉中于焙烧，自然冷却至室温；把半成品催化剂置于烧杯中，称取相应量的硼氢化钠3～5g进行充分还原；洗涤后进行干燥，得到目标催化剂。


4.根据权利要求3所述的填料型湿法脱硝催化剂的制备方法，其特征是采用包括以下步骤的方法：
步骤1.将载体浸没在装有稀盐酸溶液的烧杯中，再置于超声清洗机内进行洗涤；
步骤2.把氯化钯和聚乙二醇分散剂加入烧杯中后加入蒸馏水再置于水浴锅下进行混合；氯化钯完全溶解后加入适量铝溶胶，滴加氨水制成胶体；
步骤3.把胶体加入烧杯中用氯化钯胶体进行浸渍3h，将其移置坩埚中再放进烘箱进行干燥；
步骤4.干燥完成后放入微波马弗炉中于焙烧，自然冷却至...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光旭，刘士豪，郭雪花，许超，汪义超，王浩强，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42