一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法和再生方法技术

本发明专利技术涉及烟气脱硫脱硝治理技术领域，尤其涉及一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法和再生方法。脱硫脱硝催化剂，包括载体和活性成分，所述活性成分负载在所述载体表面，且以质量百分比计，载体占比为60-90％，活性成分占比为10-40％；其中，所述载体为氧化铝、蒙脱石和硅酸盐中的任意一种或多种以任意比例混配的混合物；所述活性成分为钛、铁、铜、铈、锰、锆和钨中的任意一种或多种以任意比例组成的金属氧化物。本发明专利技术的脱硫脱硝催化剂不仅具有良好的催化效果，而且能够大幅降低催化剂的使用温度，能够在25-260℃范围内对烟气处理过程中不同浓度的二氧化硫和氮氧化物进行脱除，适用于电厂、供暖、钢铁、水泥、玻璃、建材等行业的烟气处理。处理。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法和再生方法


[0001]本专利技术涉及烟气脱硫脱硝治理
，尤其涉及一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法和再生方法。

技术介绍

[0002]煤炭、石油等化石燃料的大量消耗，在促进经济快速发展的同时，所带来的大气污染问题也日益严重，二氧化硫、氮氧化物排放量呈上升趋势。据统计，2015年二氧化硫和氮氧化物排放超过3900万吨，粉尘排放总量1500万吨，给大气环境造成严重污染。特别是近几年来，全国大范围连续出现雾霾天气，严重危害生态环境和人类身体健康。
[0003]目前，烟气净化技术主要以湿法脱硫和选择性催化还原(SCR)脱硝技术为主。湿法脱硫技术以钙基脱硫工艺最为常见，其中，石灰石-石膏工艺成熟，工程应用也较多；选择性催化还原脱硝技术，其反应温度为250-450℃时，脱硝率可达70％-90％，在全球尤其是发达国家得到广泛应用。但是，脱硫和脱硝技术为两个独立的工艺过程，存在占地面积大、投资量大、回报周期长等问题。尤其是湿法脱硫技术不可避免向大气中排放大量水蒸汽，不仅易与漂浮的细小颗粒物相互作用形成二次粒子，而且还加重了雾霾气象。而采用SCR技术的工艺设备投资大，需预热处理烟气，除此之外，催化剂以钒钛体系为主，存在价格昂贵、使用寿命短，二次利用失效后，被环保部列为固体废弃物的问题，同时存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。
[0004]因此，同时脱硫脱硝技术得到很大的关注和发展，其中，活性炭法、高能电子活化氧化法和吸收剂喷射法等技术都有工业化应用报道，但由于活性炭法工艺较为复杂，高能电子活化氧化法成本高昂，吸收剂喷射法使用范围小，这几种技术的发展应用均受到相应限制。而催化还原脱硫脱硝技术可将烟气中的SO2和NO同时还原为S和N2，工艺简单，无二次污染，具有很大的发展潜力，而相关催化剂及其制备方法和再生方法的研究则成为开发这一技术的研究重点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种脱硫脱硝催化剂，该催化剂能够协同脱除烟气中的SO2和NO；
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种脱硫脱硝催化剂的制备方法，旨在提供一种制备成本低、催化效率高的催化剂制备方法；
[0007]本专利技术的第三目的在于提供一种脱硫脱硝催化剂的再生方法，旨在解决现有再生技术效果不佳、过程复杂的问题。
[0008]本专利技术提供的一种脱硫脱硝催化剂，包括载体和活性成分，所述活性成分负载在所述载体表面，且以质量百分比计，载体占比为60-90％，活性成分占比为10-40％；
[0009]其中，所述载体为氧化铝、蒙脱石和硅酸盐中的任意一种或多种以任意比例混配的混合物；
[0010]所述活性成分为钛、铁、铜、铈、锰、锆和钨中的任意一种或多种以任意比例组成的金属氧化物。
[0011]本专利技术的脱硫脱硝催化剂由载体和负载在载体表面的活性成分组成，其中，载体占比为60-90％，活性成分占比为10-40％，其中，载体为氧化铝、蒙脱石和硅酸盐中的任意一种或多种，而以钛、铁、铜、铈、锰、锆和钨中的任意一种或多种以任意比例组成的金属氧化物组成的活性成分，因其混合物在载体表面形成的致密且均匀的氧化层，使得催化剂具有较高的催化活性，并且该催化剂大大降低了其使用的窗口温度，可在25-260℃范围内对不同浓度的二氧化硫和氮氧化合物进行脱除。
[0012]本专利技术催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将载体活化处理后，依次使用第一活性组分溶液和第二活性组分溶液处理，处理后依次进行洗涤、干燥和焙烧，即得脱硫脱硝催化剂；
[0014]其中，所述第一活性组分溶液为硝酸铁、硝酸铜、高铁酸钾、硫酸铈、钛酸钠、锰酸钾、高锰酸钾、硅酸锆、钨酸钠、氯酸钾和氯化钠中的任意一种或多种以任意比例混配的混合物；
[0015]所述第二活性组分溶液为硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化钛、硝酸亚铜、氯化亚铜、氯化锰、硫酸锰、硫化钠、亚硫酸钾、亚硫酸钠中的任意一种或多种以任意比例混配的混合物。
[0016]本专利技术还公开了上述脱硫脱硝催化剂的制备方法，首先，将载体表面进行活化处理，以增加载体与活性成分的接触面积及共价结合力，使活性成分牢固的负载在载体表面，防止后期使用过程中活性成分的脱落。其次，依次使用第一活性组分溶液和第二活性组分溶液进行处理，第一活性组分溶液为硝酸铁、硝酸铜、高铁酸钾、硫酸铈、钛酸钠、锰酸钾、高锰酸钾、硅酸锆、钨酸钠、氯酸钾和氯化钠中的任意一种或多种，第二活性组分溶液为硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化钛、硝酸亚铜、氯化亚铜、氯化锰、硫酸锰、硫化钠、亚硫酸钾、亚硫酸钠中的任意一种或多种，第一活性组分和第二活性组分在载体表面发生复分解反应生成钛、铁、铜、铈、锰、锆和钨中的任意一种或多种以任意比例组成的金属氧化物，上述氧化物具有良好的低温氧化还原的效果，实现了对二氧化硫及氮氧化物的协同脱除，不仅提高了脱硫脱硝效率，而且具有较高的使用寿命。
[0017]进一步，具体包括以下步骤：
[0018]S1、将载体依次使用盐酸和氢氧化钠进行活化处理；
[0019]S2、将活化处理后的载体置于第一活性组分溶液中，并滴加第二活性组分溶液，滴加完成后陈化处理0.5-24h；
[0020]S3、将陈化处理后的载体依次进行洗涤、干燥、焙烧和研磨，即得脱硫脱硝催化剂。
[0021]进一步，步骤S1具体包括：将载体先置于pH为2-4的盐酸溶液中处理5-8h，再置于pH为10-12的氢氧化钠溶液中处理5-8h。
[0022]活化处理主要是通过酸碱交替处理载体表面，其中，酸性溶液可使用pH为2-4的盐酸溶液，而碱性溶液可使用pH为10-12的氢氧化钠溶液、氢氧化钾、氢氧化镁等其他碱性溶液。上述酸碱液的交替处理，可显著提高载体表面的粗糙性，便于后期活性成分的负载。
[0023]进一步，步骤S2中，将活化处理后的载体加入所述第一活性组分溶液中，并置于30-90℃的水浴中搅拌处理0.3-0.7h，且所述第二活性组分溶液的滴加速度为400-600mL/(min
·
cm2)。
[0024]在使用第一活性组分溶液、第二活性组分溶液对载体进行处理时，首先将载体加入第一活性组分溶液中，并于30-90℃的水浴中搅拌处理0.3-0.7h，以增加第一活性组分溶液与载体表面的接触面积，而第二活性组分溶液以滴加的方式加入，主要是为了控制第一活性组分和第二活性组分的反应速度，以保证在载体表面形成致密均一的活性氧化物，使催化剂具有较高的催化活性和使用寿命。
[0025]进一步，所述第一活性组分溶液的浓度为0.01-1.5mol/L，所述第二活性组分溶液的浓度为0.01-1.5mol/L。
[0026]控制载体表面活性氧化物分布的另一种方法便是通过控制第一活性组分溶液和第二活性组分溶液的浓度，控制复分解反应的速率，进而控制活性氧化物的密度。
[0027]进一步，步骤S3中，所述干燥时，于90-110℃下处理2-36h；所述焙烧时，于200-800℃下处理1-48h；所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱硫脱硝催化剂，其特征在于，包括载体和活性成分，所述活性成分负载在所述载体表面，且以质量百分比计，载体占比为60-90％，活性成分占比为10-40％；其中，所述载体为氧化铝、蒙脱石和硅酸盐中的任意一种或多种以任意比例混配的混合物；所述活性成分钛、铁、铜、铈、锰、锆和钨中的任意一种或多种以任意比例组成的金属氧化物。2.权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将载体活化处理后，依次使用第一活性组分溶液和第二活性组分溶液处理，处理后依次进行洗涤、干燥和焙烧，即得脱硫脱硝催化剂；其中，所述第一活性组分溶液为硝酸铁、硝酸铜、高铁酸钾、硫酸铈、钛酸钠、锰酸钾、高锰酸钾、硅酸锆、钨酸钠、氯酸钾和氯化钠中的任意一种或多种以任意比例混配的混合物；所述第二活性组分溶液为硫酸亚铁、氯化亚铁、氯化钛、硝酸亚铜、氯化亚铜、氯化锰、硫酸锰、硫化钠、亚硫酸钾、亚硫酸钠中的任意一种或多种以任意比例混配的混合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、将载体依次使用盐酸和氢氧化钠进行活化处理；S2、将活化处理后的载体置于第一活性组分溶液中，并滴加第二活性组分溶液，滴加完成后陈化处理0.5-24h；S3、将陈化处理后的载体依次进行洗涤、干燥、焙烧和研磨，即得脱硫脱硝催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1具体包括：将载体先置于pH为2-4的盐酸溶液中处理5-8h，再置于pH为10-...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世永，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：