一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法及其在烟气脱硫脱硝中的应用技术

一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法及其在烟气脱硫脱硝中的应用，属于脱硫脱硝技术领域，包括原料粉末配制，粘结剂制备，捏合成型，预固化，碳化，活化；原料粉末为煤、沥青、氧化铜、三氧化二锰、氧化铈、碳化钼、氮化钼、磷化钨、二氧化钴等粉末的混合物；所得催化剂，水分0.14~0.18%，灰分13.4~19.3%，挥发分2.19~2.67%，碘值509.4~526.8mg/g，耐压、耐磨强度为948~969daN、98.7~99.8%，比表面积372~394m2/g，硫容87.8~90.3mg/g，脱硝率86.7~88.9%。脱硝率86.7~88.9%。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法及其在烟气脱硫脱硝中的应用


[0001]本专利技术涉及一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法及其在烟气脱硫脱硝中的应用，属于脱硫脱硝


技术介绍

[0002]石化燃料燃烧生成的烟气含有大量的粉尘、氮氧化合物(NOx)、SO2、二恶英、重金属等污染物，会破坏臭氧层、形成酸雨、引起呼吸道疾病，对生态环境和人类的生产生活造成了极大的危害。活性焦吸附处理技术是烟气脱硫脱硝的主流工艺之一，该技术具有脱硫率高(可高达 95%以上)、可协同脱除粉尘等污染物、脱硝脱硫反应温度窗口与烟气排烟温度(80~180℃)较为匹配、投资较少等优点。但是该技术所依托的核心—活性焦催化剂，仍存在脱硝率较低、比表面积小、耐压强度和耐磨强度低等问题。
[0003]中国专利CN111036173A公开了一种生物质炭基活性焦及其制备方法，生物质炭经破碎、粉磨及干燥，获得一定含水率的生物质炭粉；将所述生物质炭粉与黏合剂混合均匀得到混合料，然后压制得活性焦坯体，再经炭化得到活性焦。该专利得到的活性焦脱硫和脱硝率都比较低，比表面积小、耐压强度和耐磨强度也比较差。
[0004]中国专利 CN102101039A公开了一种脱硫脱硝活性焦及其制备方法，所述脱硫脱硝活性焦是由粉碎成一定细度的褐煤、焦煤、沥青、焦油、五氧化二钒、氧化铜和水以一定的重量百分比经过捏合、成型、干燥、炭化、活化得到的，该专利得到的活性焦脱硫和脱硝率都不算高，同时耐压强度和耐磨强度也很差。
[0005]以上可以看到，活性焦催化剂仍存在脱硫脱硝率较低、比表面积小、耐压强度和耐磨强度低等问题。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法及其在烟气脱硫脱硝中的应用，实现以下专利技术目的：制备出高比表面积、高脱硫率和脱硝率、耐压强度和耐磨强度优异的活性焦催化剂。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法及其在烟气脱硫脱硝中的应用，包括原料粉末配制、粘结剂制备、捏合成型和预固化、碳化和活化。
[0008]以下是对上述技术方案的进一步改进：步骤1、原料粉末配制原料粉末以重量份计包括：40~60份煤粉、5~12份沥青粉、2~9份氧化铜粉、
3~12份三氧化二锰粉、1~4份氧化铈粉、1~5份碳化钼粉、1~6份氮化钼粉、1~4份磷化钨粉、1~3份二氧化钴粉；所述煤粉，粒径800~1100目，其原料为长焰煤、褐煤、焦煤中的一种；所述沥青粉，粒径600~1000目，其原料沥青为煤沥青和石油沥青中的一种，原料沥青的软化点150~240℃；所述氧化铜粉、三氧化二锰粉、氧化铈粉、碳化钼粉、氮化钼粉、磷化钨粉、二氧化钴粉的粒径均为900~1100目；原料粉末配制方法：按照上述原料粉末配方中各原料粉的质量配比，将原料粉放入粉体混合机中混合均匀得到原料粉末。
[0009]步骤2、粘结剂制备将水溶性酚醛树脂、硼砂、碱、硅酸盐水溶液、磷酸硅、硅烷偶联剂、表面活性剂、甲基硅烷三醇放入混合釜中，3000~4500转/分速率下搅拌3~5小时后出料得到粘结剂；所述水溶性酚醛树脂、硼砂、碱、硅酸盐水溶液、磷酸硅、硅烷偶联剂、表面活性剂、甲基硅烷三醇的质量比为35~55:2~5:1~3:10~15:0.5~1:0.3~1:0.2~0.6:1~1.8；所述水溶性酚醛树脂，粘度500~1000mPa
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s，固含量55~60%；所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种；所述硅酸盐水溶液，硅酸盐的浓度为20~30wt%，硅酸盐为硅酸锂、硅酸钾、硅酸钠中的一种，硅酸盐的模数为1.5~3；所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种；所述表面活性剂为C8
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10烷基糖苷、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱中的一种。
[0010]步骤3、捏合成型将原料粉末放入捏合机中，启动捏合机后加入粘结剂，捏合至面糊状后，转移至湿法造粒机中成型为颗粒；所述原料粉末与粘结剂的质量比为19:3~10。
[0011]步骤4、预固化将颗粒置于70~95℃温度下预固化5~8小时，得到粒径30~100目的预固化颗粒。
[0012]步骤5、碳化预固化颗粒置于高纯氮气保护下，按4~8℃/min升温并恒温至600~850℃，恒温碳化40~80分钟得到碳化颗粒。
[0013]步骤6、活化碳化颗粒在高纯氮气保护下，采用水蒸气
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二氧化碳联合活化法进行活化，具体操作为以5~9℃/min速率升温并恒温至800~950℃，先用水蒸气活化，再通入二氧化碳活化，然后降至室温得到脱硫脱硝活性焦催化剂；所述水蒸气活化，水蒸气流量4~9mL/min，活化时间30~45分钟；所述二氧化碳活化，二氧化碳流量60~110mL/min，活化时间25~55分钟。
[0014]所述活性焦催化剂在烟气脱硫脱硝中的应用，活性焦催化剂以脱硝
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脱硫
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再生连续循环模式工作，其中脱硝温度130℃，脱硫温度85℃。
[0015]与现有技术相比，本专利技术取得以下有益效果：1、本专利技术所述方法制备出的活性焦催化剂，具有比表面积大、脱硫率和脱硝率高、耐压强度和耐磨强度优异等优点；2、本专利技术得到的活性焦催化剂，水分0.14~0.18%，灰分13.4~19.3%，挥发分2.19~2.67%，碘值509.4~526.8mg/g，耐压强度948~969daN，耐磨强度98.7~99.8%，比表面积372~394m2/g，硫容87.8~90.3mg/g，脱硝率86.7~88.9%。
具体实施方式
[0016]以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]实施例1：一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法包括以下步骤：1、原料粉末配制原料粉末以重量份计包括：55份煤粉、10份沥青粉、7份氧化铜粉、10份三氧化二锰粉、3份氧化铈粉、2份碳化钼粉、3份氮化钼粉、2份磷化钨粉、2份二氧化钴粉；所述煤粉，粒径950目，其原料为焦煤；所述沥青粉，粒径1000目，其原料沥青为煤沥青，软化点为210℃；所述氧化铜粉、三氧化二锰粉、氧化铈粉、碳化钼粉、氮化钼粉、磷化钨粉、二氧化钴粉的粒径均为1000目。
[0018]原料粉末配制方法：按照上述原料粉末配方中各原料粉的质量配比，将原料粉放入粉体混合机中混合均匀得到原料粉末。
[0019]2、粘结剂制备将水溶性酚醛树脂、硼砂、碱、硅酸盐水溶液、磷酸硅、硅烷偶联剂、表面活性剂、甲基硅烷三醇放入混合釜中，4000转/分速率下搅拌4.5小时后出料得到粘结剂；所述水溶性酚醛树脂、硼砂、碱、硅酸盐水溶液、磷酸硅、硅烷偶联剂、表面活性剂、甲基硅烷三醇的质量比为50:3:2:13:0.8:0.5:0.4:1.5；所述水溶性酚醛树脂，粘度800mPa
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s，固含量58%；所述碱为氢氧化锂；所述硅酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱硫脱硝活性焦催化剂的制备方法，其特征在于：包括原料粉末配制，粘结剂制备，捏合成型，预固化，碳化，活化；所述原料粉末，以重量份计包括：40~60份煤粉、5~12份沥青粉、2~9份氧化铜粉、3~12份三氧化二锰粉、1~4份氧化铈粉、1~5份碳化钼粉、1~6份氮化钼粉、1~4份磷化钨粉、1~3份二氧化钴粉；所述煤粉，粒径800~1100目，其原料为长焰煤、褐煤、焦煤中的一种；所述沥青粉，粒径600~1000目，其原料沥青为煤沥青和石油沥青中的一种，原料沥青的软化点150~240℃；所述氧化铜粉、三氧化二锰粉、氧化铈粉、碳化钼粉、氮化钼粉、磷化钨粉、二氧化钴粉的粒径均为900~1100目；所述原料粉末配制，其方法为按照上述原料粉末配方中各原料粉的质量配比，将原料粉放入粉体混合机中混合均匀得到原料粉末；所述粘结剂制备，其方法为将水溶性酚醛树脂、硼砂、碱、硅酸盐水溶液、磷酸硅、硅烷偶联剂、表面活性剂、甲基硅烷三醇放入混合釜中，3000~4500转/分速率下搅拌3~5小时后出料得到粘结剂；所述水溶性酚醛树脂、硼砂、碱、硅酸盐水溶液、磷酸硅、硅烷偶联剂、表面活性剂、甲基硅烷三醇的质量比为35~55:2~5:1~3:10~15:0.5~1:0.3~1:0.2~0.6:1~1.8；所述水溶性酚醛树脂，粘度500~1000mPa
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s，固含量55~60%；所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种；所述硅酸盐水溶液，硅酸盐的浓度为20~...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永革，刘静静，刘健，尹冬霞，沈玉红，王亮，马福军，
申请(专利权)人：山东万达环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：