【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环保催化剂，具体涉及一种同时脱除烧结烟气nox和co成分的蜂窝式催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、钢铁行业的烧结烟气中包含约300 mg/nm3的nox成分，和5000 mg/nm3以上的co成分。当前工业烟气脱硝的主流为scr脱硝技术，其原理为在催化剂的作用下，烟气中nox成分与喷入的还原剂nh3反应，生成无害的n2和h2o。目前，市场已有的针对烧结烟气的scr脱硝催化剂，但只能有效脱除nox成分，对其余污染物作用有限。因此，若能在scr脱硝技术的基础上开发一种能够同时有效脱除nox和co成分的催化剂，企业可以在现有的脱硝设备上使用新催化剂以同时达到控制nox和co排放的目的，而不用另加专门脱除co的设备，将为企业节省大量的成本投入。
2、目前，国内对于同时脱除烧结烟气nox和co成分催化剂的研究并不常见，中国专利201911101249.0公开了一种同时脱除烧结烟气中nox和co的碳基催化剂及其制备方法和应用，该催化剂以feox和kox氧化物为活性成分，烟煤为载体，在200℃~300℃条件下对nox和co具有较高的催化氧化效率，然而烧结烟气的温度通常在120℃~180℃范围内，该催化剂在此温度下活性必将有所下降，此外，烧结烟气中还同时存在大量so2成分，会与催化剂中活性成分发生反应，使催化剂发生硫中毒而失活。国内目前还没有兼具高活性、抗硫、抗水性能，且可用于烧结烟气的同时脱除nox和co的催化剂。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决钢铁行业的烧结
2、本专利技术采用如下技术方案：一种同时脱除烧结烟气nox和co成分的蜂窝式催化剂，mnso4纳米管-tio2 为催化剂载体，载体占催化剂总质量的84.9%~91.9%，ag和v2o5为催化剂活性组分，ag含量为催化剂总质量的0.1%，v2o5含量为催化剂总质量的1%-2%，moo3和cuso4为催化剂活性助剂，moo3含量为催化剂总质量的4%~7%，cuso4含量为催化剂总质量的3%~6%。
3、进一步的，mnso4纳米管的长度为1 nm~5 nm。
4、一种同时脱除烧结烟气nox和co成分的蜂窝式催化剂的制备方法，包括如下步骤：
5、s1 催化剂载体mnso4纳米管-tio2的制备
6、按摩尔比为1:1.1取四水氯化锰与硫酸氢氨一同溶解并加热溶液至85℃-95℃，待温度达到后在搅拌条件下加入溶液总质量1%-3%的双氧水，搅拌1 h后慢慢加入钛酸正丁酯，用氨水调节溶液ph值为6.5-7.5，继续搅拌30 min后将溶液静置24 h，过滤得到沉淀，将沉淀在400℃下焙烧4 h-6 h得到纳米级mnso4纳米管-tio2载体；
7、s2 催化剂泥料的制备
8、将去离子水加热至80-85℃后加入偏钒酸铵，慢慢滴加单乙醇胺至偏钒酸铵完全溶解，然后加入硝酸银、七钼酸铵、五水硫酸铜搅拌至完全溶解，将所配制的混合溶液加入至s1制备的载体中，搅拌均匀后加入载体质量15-25%的成型助剂，成型助剂中按质量百分数计包括35%的高岭土、30%的玻璃纤维、15%的聚丙烯纤维、8%的羟丙基甲基纤维素、6%的聚氧化乙烯和6%的硬脂酸组成，搅拌2 h后得到催化剂泥料，将泥料置于室温环境下陈化24h；
9、s3 催化剂的制备
10、过滤s2所得泥料，挤出成型装置挤出得到蜂窝式催化剂湿胚体，将湿胚体用纸壳包裹后在25℃~60℃温度范围内多级缓慢干燥，干燥后将催化剂胚体焙烧得到蜂窝式催化剂。
11、进一步的，所述s3中焙烧程序为2 h升温至150℃，150℃保温3 h，2.5 h升温至320℃，320℃保温3 h，4 h升温至450℃，450℃保温6 h。
12、本专利技术的优点具体如下：
13、（1）本专利技术提供的催化剂在100℃~200℃对nox和co脱除率均超过90%。本专利技术在载体制备时以四水氯化锰和硫酸氢氨为原料，加入双氧水稳定mn元素价态，加入钛酸正丁酯，通过水解法制备得到1~15 nm级别的mnso4-tio2超大比表面积混合载体，且mnso4在tio2上呈均匀分布的1~5 nm纳米管状。mnso4本身就具有催化氧化co能力，同时还具有调节载体酸碱性和提高催化剂表面氧流动能力的作用，更为重要的是，载体中均匀分布的mn离子还可以通过与表面活性位点相互作用，使催化剂活性成分可以在载体表面均匀分布，对于提升催化剂活性具有重要作用，而纳米管结构又可以增强nox和co在催化剂表面的流动性和吸附性，对于提升催化剂活性也具有显著作用。此外，五氧化二钒与三氧化钼的组合为常见的脱硝催化剂活性配方，具有较高的脱硝活性，而五氧化二钒对于催化氧化co也具有较好的效果，加入少量的ag则可以进一步提升催化剂对nox和co的催化活性。此外，活性助剂cuso4除自身具有催化能力外，同时还可以促进催化剂形成晶格缺陷，促进催化剂各组分间的融合，对于提升催化剂活性也有着不可忽视的作用。
14、（2）催化剂以mnso4纳米管-tio2为载体，并无不耐水成分，纳米管状的mnso4还会对催化剂结构起到强力的支撑作用，使催化剂在实际含水烟气中具有极强的稳定性，不会出现结构坍塌问题，使用寿命不会受到烟气中水蒸气的影响。
15、（3）具有较好的抗硫性能。烧结烟气中一般还会含有较高浓度的so2成分，而so2极易和某些催化剂活性成分发生反应，使催化剂活性位点硫酸化而失去活性。本专利技术提供的催化剂中活性成分在烧结烟气工况下均不易与so2发生反应，同时，活性助剂cuso4和载体中mnso4成分还能起到阻碍so2在催化剂表面吸附的作用，使催化剂在含硫烟气中可以稳定使用。
16、（4）scr脱硝反应需要通入nh3作为还原剂，而使用本专利技术提供的催化剂时，则可以利用烟气中的co成分作为还原剂完成脱硝反应。因此，使用本专利技术提供的催化剂后，可以减少nh3的使用量，甚至当烟气中co浓度高于一定程度后将不再需要额外喷氨，从而大幅降低企业污染物的治理成本。
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1. 一种同时脱除烧结烟气NOx和CO成分的蜂窝式催化剂，其特征在于：催化剂以MnSO4纳米管-TiO2 为载体，载体占催化剂总质量的84.9%~91.9%，Ag和V2O5为催化剂活性组分，Ag含量为催化剂总质量的0.1%，V2O5含量为催化剂总质量的1%-2%，MoO3和CuSO4为催化剂活性助剂，MoO3含量为催化剂总质量的4%~7%，CuSO4含量为催化剂总质量的3%~6%。
2.如权利要求1所述的同时脱除烧结烟气NOx和CO成分的蜂窝式催化剂，其特征在于：MnSO4纳米管的长度为1 nm~5 nm。
3.如权利要求1所述的同时脱除烧结烟气NOx和CO成分的蜂窝式催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
4. 如权利要求3所述的同时脱除烧结烟气NOx和CO成分的蜂窝式催化剂的制备方法，其特征在于：所述S3中焙烧程序为2 h升温至150℃，150℃保温3 h，2.5 h升温至320℃，320℃保温3 h，4 h升温至450℃，450℃保温6 h。
【技术特征摘要】
1. 一种同时脱除烧结烟气nox和co成分的蜂窝式催化剂，其特征在于：催化剂以mnso4纳米管-tio2 为载体，载体占催化剂总质量的84.9%~91.9%，ag和v2o5为催化剂活性组分，ag含量为催化剂总质量的0.1%，v2o5含量为催化剂总质量的1%-2%，moo3和cuso4为催化剂活性助剂，moo3含量为催化剂总质量的4%~7%，cuso4含量为催化剂总质量的3%~6%。
2.如权利要求1所述的同时脱除烧结烟气nox和co成分...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丁嘉，曲艳超，陈晨，贾海威，肖婷，
申请(专利权)人：北京华电光大环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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