一种焦炉烟气脱硝剂催化剂及其制备方法技术

本申请公开了一种焦炉烟气脱硝剂催化剂及其制备方法，属于焦炉烟气废气处理技术领域，该脱硝剂催化剂，其由第一组分、第二组分和制孔剂制备而成；按照重量份数计，第一组分由以下原料制备而成：凹凸棒土40

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉烟气脱硝剂催化剂及其制备方法


[0001]本申请涉及一种焦炉烟气脱硝剂催化剂及其制备方法，属于焦炉烟气废气处理


技术介绍

[0002]焦化行业是仅次于火力发电的国内第二大用煤大户，然而燃煤产生的焦炉烟气中存在大量的二氧化硫和氮氧化物，大气中的一氧化氮和二氧化氮严重破坏生态环境，危害人体健康，因此需要对焦炉烟气进行脱硫、脱硝处理后才能进行排放。
[0003]现有技术中通常使用喷淋氨水进行脱硝，但由于焦炉烟气中残留的三氧化硫与氨水生产铵盐，铵盐附着包裹在脱硝催化剂的表面，因此脱硝剂热解析几次后就会失效，不能再生，成本过高，并且脱硝效果一般。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种焦炉烟气脱硝剂催化剂及其制备方法，该脱硝剂催化剂通过采用阴离子交换树脂与改性后的第一组分充分混合，并使用制孔剂使树脂变为大孔吸附树脂，使得改性后的第一组分能够均匀的分散在树脂的孔隙中，从而使烟气中的三氧化硫与氨水反应生成的铵盐附着在孔隙边缘，不会包裹在脱硝剂催化剂的表面，增大了吸附面积，增强了脱硝效果，并且吸附后的树脂经过去离子水和乙醇冲洗即可再生使用，降低了生产成本。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种焦炉烟气脱硝剂催化剂，其由第一组分、第二组分和制孔剂制备而成；
[0006]按照重量份数计，所述第一组分由以下原料制备而成：凹凸棒土40
‑
60份、活性炭纤维20
‑
40份、浸渍液50
‑
70份和纳米氧化物30
‑
50份；
[0007]所述第二组分为阴离子交换树脂，按照重量份数计，其由以下原料制备而成：聚丙烯酸酯60
‑
80份、改性剂40
‑
60份、酸10
‑
20份、催化剂10
‑
20份和卤代烷20
‑
40份；所述制孔剂为甲苯。
[0008]优选地，所述制孔剂的加入量为所述第一组分和所述第二组分总质量的5
‑
10％。
[0009]可选地，所述活性炭纤维为聚丙烯腈基炭纤维或聚乙烯醇基活性炭纤维。
[0010]可选地，所述浸渍液为磷酸钾溶液和/或碳酸钠溶液。
[0011]优选地，所述浸渍液为磷酸钾溶液和碳酸钠溶液，所述磷酸钾溶液和所述碳酸钠溶液的体积比为(1
‑
2):1。
[0012]可选地，所述纳米氧化物为纳米氧化钙与纳米氧化铝，所述纳米氧化钙与纳米氧化铝的质量比为(1
‑
3):1。
[0013]可选地，所述聚丙烯酸酯的结构通式如式1所示
[0014][0015]其中，n为1000
‑
2000。
[0016]可选地，所述改性剂为3
‑
氨基苯甲酸，其结构式如式2所示
[0017][0018]可选地，所述酸为浓硫酸或对甲苯磺酸，所述卤代烷为溴乙烷、溴丙烷的任意一种，所述催化剂为高锰酸钾，所述制孔剂为甲苯。
[0019]可选地，所述阴离子交换树脂的结构式如式3所示
[0020][0021]其中，R1和R2相同，为C2H4或C3H6，R3为CH3，n为1000
‑
2000。
[0022]根据本申请的又一个方面，提供了上述任意一种焦炉烟气脱硝剂催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)将凹凸棒土、活性炭纤维研磨至40
‑
60目，加入浸渍液，在50
‑
70℃下浸渍1
‑
3h，再加入纳米氧化物，搅拌均匀，在60
‑
80℃下保温2
‑
3h，降至室温得到第一组分；
[0024](2)将聚丙烯酸酯和改性剂加入到反应器中，加入酸搅拌均匀，升温至120
‑
150℃反应1
‑
3h，再降至室温，加入水洗净；
[0025](3)加入卤代烷和催化剂，升温至30
‑
35℃，搅拌反应6
‑
10h，即得第二组分；
[0026](4)将第一组分与第二组分混合，升温至60
‑
80℃，加入制孔剂，搅拌均匀，冷却干燥，粉碎即得。
[0027]优选地，粉碎后的脱硝剂催化剂的粒径为50
‑
100目。
[0028]本申请中，“室温”，是指25℃。
[0029]本申请的有益效果包括但不限于：
[0030]1.根据本申请的焦炉烟气脱硝剂催化剂，首先通过使用浸渍液和纳米氧化物对活性炭纤维进行氧化改性，增加其微孔结构的数量和表面极性，凹凸棒土与活性炭纤维混合增大了与烟气的接触面积，从而充分吸收二氧化硫等硫化物。
[0031]2.根据本申请的焦炉烟气脱硝剂催化剂，通过使用改性剂将聚丙烯酸酯中的羟基与3
‑
氨基苯甲酸中的羧基反应，使树脂附上甲氨基，再使用卤代烷使甲氨基烷基化，从而使改性后的阴离子交换树脂能够吸附氮氧化物和氮氧离子，并且吸附容量大，树脂也能通过冲洗解吸，实现树脂的再生利用。
[0032]3.根据本申请的焦炉烟气脱硝剂催化剂，通过将第一组分与第二组分混合并加入制孔剂，使阴离子交换树脂变为大孔吸附树脂，并使得第一组分中的吸附成分能够均匀的分散在树脂的内部和表面的空隙中，增大了烟气与整体脱硝剂催化剂的接触面积，也增大了吸附的有效比表面积，使三氧化硫与氨水形成的铵盐分散吸附在孔隙边缘，不会将整个脱硝剂催化剂包裹住而失效；并且整个脱硝剂催化剂均可以经过去离子水和乙醇冲洗即可再生使用，降低了生产成本。
[0033]4.根据本申请的焦炉烟气脱硝剂催化剂的制备方法，相当于通过树脂将第一组分均匀包裹且分散，同时增大了与烟气的接触面积和树脂的吸附容量。
[0034]5.根据本申请的焦炉烟气脱硝剂催化剂的制备方法，工艺简单成本低，易于工业化生产。
具体实施方式
[0035]下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
[0036]如无特别说明，本申请的实施例中的原料和催化剂均通过商业途径购买，其中凹凸棒土采用飞洲新材料有限公司的FZ
‑
40型。
[0037]本申请实施例和对比例中所制备的脱硝剂催化剂粉碎后的目数均为60目。
[0038]实施例1脱硝剂催化剂1#的制备
[0039]脱硝剂催化剂1#中，按照重量份数计，第一组分由以下原料制备而成：凹凸棒土50份、聚丙烯腈基炭纤维30份、浸渍液60份，浸渍液为磷酸钾溶液和碳酸钠溶液的混合溶液，磷酸钾溶液和碳酸钠溶液的体积比为1:1，纳米氧化物40份，纳米氧化物为纳米氧化钙与纳米氧化铝，纳米氧化钙与纳米氧化铝的质量比为2:1；
[0040]第二组分为阴离子交换树脂，按照重量份数计，其由以下原料制备而成：结构式如式1所示的聚丙烯酸酯70份(其中R1、R2为C2H本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焦炉烟气脱硝剂催化剂，其特征在于，其由第一组分、第二组分和制孔剂制备而成；按照重量份数计，所述第一组分由以下原料制备而成：凹凸棒土40
‑
60份、活性炭纤维20
‑
40份、浸渍液50
‑
70份和纳米氧化物30
‑
50份；所述第二组分为阴离子交换树脂，按照重量份数计，其由以下原料制备而成：聚丙烯酸酯60
‑
80份、改性剂40
‑
60份、酸10
‑
20份、催化剂10
‑
20份和卤代烷20
‑
40份；所述制孔剂为甲苯。2.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气脱硝剂催化剂，其特征在于，所述活性炭纤维为聚丙烯腈基炭纤维或聚乙烯醇基活性炭纤维。3.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气脱硝剂催化剂，其特征在于，所述浸渍液为磷酸钾溶液和/或碳酸钠溶液。4.根据权利要求3所述的一种焦炉烟气脱硝剂催化剂，其特征在于，所述浸渍液为磷酸钾溶液和碳酸钠溶液，所述磷酸钾溶液和所述碳酸钠溶液的体积比为(1
‑
2):1。5.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气脱硝剂催化剂，其特征在于，所述纳米氧化物为纳米氧化钙与纳米氧化铝，所述纳米氧化钙与纳米氧化铝的质量比为(1
‑
3):1。6.根据权利要求1所述的一种焦炉烟气脱硝剂催化剂，其特征在于，所述聚丙烯酸酯的结构通式如式1所示其中，n为1000
‑
200...

【专利技术属性】
技术研发人员：路璐，刘海东，修旭明，祁振营，孟兆杰，
申请(专利权)人：山东中移能节能环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：