一种CO脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种CO脱硝催化剂及其制备方法，涉及脱硝催化剂技术领域，一种CO脱硝催化剂，包括载体，载体为经由氧化剂活化处理的活性炭中空管，其表面经过造孔处理，具有若干孔隙；其中，载体表面具有助剂和活性剂；其中，助剂为质量比为1:1的Mn和Ce；所述活性剂为质量占比10％Cu

【技术实现步骤摘要】
一种CO脱硝催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及脱硝催化剂
，具体为一种CO脱硝催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，对自然环境和人类身体健康都有极大的危害。目前应用最广泛的NOx排放控制技术是选择性催化还原(SCR)技术，其中以氨气为还原剂的NH3‑
SCR脱硝技术在燃煤电站等固定源NOx排放领域已经实现了工业化应用。
[0003]但氨气本身是一种有毒气体，泄漏后易造成二次污染，且氨气会与烟气中的三氧化硫反应生成硫酸铵盐，引起催化剂失活及下游设备腐蚀等问题。因此需要开发新型还原剂代替氨气来控制NOx的排放。
[0004]1976年，Tauster等首次提出了以CO为还原剂催化还原NO的技术路线。CO是一种优良的还原剂且存在于多数燃烧过程的尾气中，CO
‑
SCR技术能同时脱除尾气中的CO和NO，极具应用前景。基于CO
‑
SCR技术展开还原时，需要用到脱硝剂。
[0005]现有的脱硝剂通常是以分子筛为载体，以碱性碱金属作为助剂，以Ti基催化剂作为活性剂，但是这种脱硝剂短期内吸附效果好，但脱硝剂的成本高，资源消耗量大，而且不可再生，同时，脱硝剂在长时间使用后，其脱硝效率会大幅度降低。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种CO脱硝催化剂及其制备方法，通过增加改变载体，以及改变助剂和活化剂的，并且简化脱硝剂再生手段，来提高脱硝剂的脱硝效率，以提高脱硝剂的脱硝效率。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0010]一种CO脱硝催化剂制备方法，包括以下步骤：S1、准备载体；载体为外周壁上具有孔洞的活性炭：S2、添加活性剂：为质量占比的10％Cu
‑
Ce基催化剂；S3、添加助剂；助剂是Mn和Ce，其质量比为1:1；S4、添加再生剂：在已经制备的脱硝剂预留的孔洞中，填充再生剂。
[0011]进一步的，在S1中，包括，S11、以活性炭为原料作为载体，加工成中空管状，并在其外周壁上开设若干个不贯穿的孔洞；S12、活性炭表面超声波除杂，并造孔；S13、采用硝酸对活性炭的表面进行活化处理。
[0012]进一步的，在S13中，包括：清灰处理：加入质量分数4.65％的50ml硝酸中，初步清灰：活化处理：在60度的条件下，在上述溶液中，保温活化36h，然后采用去离子水洗至中性，最后在110度的条件下，干燥12h，此时活化完成，得到活化后的活性炭载体。
[0013]进一步的，在S2中，包括：S21，选用150ml去离子水，将足量的Ce(NO3)3‑
6H2O投入去离子水中，直至其充分溶解，去除不容物，制备其饱和水溶液，S22，将制备好的活性炭载体投入饱和溶液中，浸泡1h；S23、采用等体积浸渍法负载CuO/γ
‑
Al2O3；制备前驱体。
[0014]进一步的，在S23之后，还包括：S24、将得到的催化剂前躯体在进行高温干燥2h；干燥温度为90到100度之间；S25、在N2氛围中500℃煅烧4h，在空气氛围中250℃氧化处理4h，完成脱硝剂的制备。
[0015]进一步的，所述再生剂为4A型八元环结构的硅铝酸盐分子筛，将其在NH3环境中静置，使其在能够充分吸收NH3。
[0016]进一步的，所述再生剂为吸氢材料，其内部储存有H2。
[0017]进一步的，所述中空管状的活性炭载体两端用绿矾封闭，内部形成有容置空间，该容置空间内容纳有S
‑
185、聚乙二醇水溶液、EDTA试剂。
[0018]一种CO脱硝催化剂，包括载体，载体为经由氧化剂活化处理的活性炭中空管，其表面经过造孔处理，具有若干孔隙；其中，载体表面具有助剂和活性剂；其中，助剂为质量比为1:1的Mn和Ce；所述活性剂为质量占比10％Cu
‑
Ce基催化剂；所述活性炭中空管的两端均嵌入有绿矾，内部的容置有S
‑
185、聚乙二醇水溶液、EDTA试剂。
[0019]一种CO脱硝剂在工业烟气中的应用。
[0020](三)有益效果
[0021]本专利技术提供了一种CO脱硝催化剂及其制备方法。具备以下有益效果：
[0022]1、通过改变脱硝剂的自身形状和造孔，增加其比表面积和孔隙率，在不同的角度上来增加脱硝剂与烟气的接触面积，从而增加脱硝剂的吸附和脱销效率；而活性炭经过硝酸的活化处理之后，其表面也会存在大量的酸性点位，而NH3是碱性气体，催化剂表面的众多酸性位点可以吸附大量的NH3，吸附态的NH3与气相的NO反应，提高了催化剂的脱硝率。
[0023]2、本脱硝剂的载体采用活性炭来取代常见的分子筛，活性炭制备的成本更低，物料上更容易获取，其经济性更好，而且活性炭由生物质转化而来，具有一定的可再生性，资源上的浪费较少。
[0024]3、通过将常见的碱金属的助剂更换为Mn和Ce，能够大幅度的降低脱硝剂中毒的概率，避免碱金属形成的相应化合物对脱硝剂表面的孔隙形成堵塞，大为降低脱硝剂中毒的频率，延长脱硝剂的使用寿命。
[0025]4、通过将脱硝剂的活性剂替换为Cu
‑
Ce基活性剂，相对于常见的Ti基活性剂，催化效果更好，脱硝率更高。
[0026]5、通过在活性炭载体的表面设置孔洞，孔洞内部可释放出H2或者NH3，可以作为还原剂，在高温环境中，作为还原性气体与催化剂表面形成的金属盐发生反应，实现脱硝剂的再生过程，增加脱硝率，而无需在脱硝剂长时间使用后，进行再生。
[0027]6、通过S
‑
185、聚乙二醇、EDTA与分解后的绿矾的配合，在脱硝剂表面与碱性金属盐形成络合物，使其不再对载体表面的孔隙进行堵塞，恢复载体与烟气的接触面积，实现脱硝剂再生的过程，而无需在脱硝剂长时间使用后，进行简单再生。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种CO脱硝催化剂制备方法的流程示意图；
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0031]CO助燃
‑
脱硝剂作用原理如下，NOx可与再生器中的焦炭和CO发生还原反应生成N2；而烟气中排放的NOx包括NO和NO2,其中NO占90％，因此脱硝更多的是指对NO进行还原；相关反应如下:
[0032]C+O2＝CO2；2CO+O2＝2CO2；2CO+2NO＝2CO2+N2。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO脱硝催化剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、准备载体：载体为外周壁上具有孔洞的活性炭：S2、添加活性剂：为质量占比的10％Cu
‑
Ce基催化剂；S3、添加助剂：助剂是Mn和Ce，其质量比为1:1；S4、添加再生剂：在已经制备的脱硝剂预留的孔洞中，填充再生剂。2.根据权利要求1所述的一种CO脱硝催化剂制备方法，其特征在于：在S1中，包括，S11、以活性炭为原料作为载体，加工成中空管状，并在其外周壁上开设若干个不贯穿的孔洞；S12、活性炭表面超声波除杂，并造孔；S13、采用硝酸对活性炭的表面进行活化处理。3.根据权利要求2所述的一种CO脱硝催化剂制备方法，其特征在于：在S13中，包括：清灰处理：加入质量分数4.65％的50ml硝酸中，初步清灰：活化处理：在60度的条件下，在上述溶液中，保温活化36h，然后采用去离子水洗至中性，最后在110度的条件下，干燥12h，此时活化完成，得到活化后的活性炭载体。4.根据权利要求1所述的一种CO脱硝催化剂制备方法，其特征在于：在S2中，包括：S21，选用150ml去离子水，将足量的Ce(NO3)3‑
6H2O投入去离子水中，直至其充分溶解，去除不容物，制备其饱和水溶液，S22，将制备好的活性炭载体投入饱和溶液中，浸泡1h；S23、采用等体积浸渍法负载CuO/γ
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷本喜，蔺海艳，
申请(专利权)人：合肥城市学院，
类型：发明
国别省市：