【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种复合整体式催化氧化除氨催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的一些理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、含氨废气的主要来源是烟气scr脱硝过程中的未转化氨的逃逸，以及化肥制造、生物质燃烧、畜牧养殖等多个行业。采用低温(＜300℃)的nh3催化氧化方法(nh3-sco)，通过氧化反应将nh3转化为无害的n2而从废气中除去，此方法具有简单、高效、稳定及高选择性的特点，适合去除不同浓度的氨，是一种比较经济实用的工业废气净化除氨处理方案。
3、nh3-sco催化剂的主要问题在于如何提高nh3转化率和产物中n2的选择性，减少nox副产物的产生。
4、申请号为202110657720.5的中国专利采用ssz-13分子筛经过铜锰离子交换、碱式碳酸铜和碳酸锰加磷酸铝溶胶捏合挤条、乙酸水溶液浸渍，最后经干燥、焙烧处理，得到nh3-sco催化剂，可在150～300℃和气时空速30～2000hr-1条件下，利用气流中所含体积含量5％以上的o2，将nh3处理到≤10mg/m3的水平，nox的副产量在20mg/m3以内。虽然此催化剂具有较为优良的氨催化氧化性能，但条状催化剂床层的气体阻力较大，不适用于处理量大的锅炉烟气处理环境。
5、申请号为200810103870.6的中国专利披露的低温氨选择性氧化催化剂有多孔性无机氧化物载体、活性组分银和助剂组分铈三部分组成，
技术实现思路
1、鉴于氨催化氧化催化剂的研究现状，本申请提出一种复合整体式催化剂，采用蜂窝式载体，其规整孔道结构有利于降低催化剂床层的气体阻力，且该载体具有很高的强度。使用离子交换树脂与铜、锰等可溶性金属盐溶液进行离子交换，可以达到很高的金属交换量。离子交换树脂有一定的交联度，干燥粉碎至微米级颗粒后，在粘结助剂瓜尔胶、卡拉胶、黄原胶的作用下，粘结在蜂窝载体的孔道表面，升温后可通过形变，在表面张力作用下铺展成一层均匀的涂层，再经热解炭化，离子交换树脂的有机骨架材料转变为多孔炭材料，交换的金属离子发生还原变为金属单质颗粒，且这些金属颗粒被炭材料分隔，避免其团聚形成更大的颗粒。
2、最终制备得到的蜂窝式整体催化剂为堇青石蜂窝载体和含有高分散度金属颗粒炭材料涂层的复合式催化剂，具备高强度、低气体阻力、高比表面积、高金属分散度的特点，具有较高的氨催化氧化活性，可用于各种废气的脱氨处理。
3、本专利技术采用的技术方案具体如下：
4、在本专利技术的第一个方面，提供一种复合整体式催化氧化除氨(nh3-sco)催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
5、将铜、锰的水溶性盐配制成混合溶液，与阳离子交换树脂进行离子交换，获得金属离子型的离子交换树脂；
6、所述金属离子型的离子交换树脂经干燥、粉碎后，与助剂混合配置成悬浊液；
7、将堇青石蜂窝催化剂载体浸渍在所述悬浊液中，静置；
8、将静置后的堇青石蜂窝催化剂载体除水、高温焙烧和水蒸汽活化，获得复合整体式催化氧化除氨催化剂。
9、优选的，所述铜、锰的水溶性盐包括但不限于硝酸盐、碱式碳酸盐、醋酸盐和草酸盐等。
10、进一步优选的，所述铜、锰的水溶性盐形式为硝酸盐、碱式碳酸盐、醋酸盐和草酸盐中的一种或多种。
11、优选的，所述混合溶液中，铜离子的浓度为0.1-0.5mol/l，锰离子的浓度为0.05-0.3mol/l。混合溶液中，铜、锰离子的浓度需在一定范围内保持固定的比例，以便于与离子交换树脂进行离子交换后，保证一定的交换量，使最终催化剂中活性金属组分的含量满足催化氨氧化反应的要求。
12、进一步优选的，所述混合溶液中，铜离子的浓度为0.2mol/l，锰离子的浓度为0.1mol/l。
13、优选的，所述阳离子交换树脂包括但不限于苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂和酚醛阳离子交换树脂等。
14、优选的，所述混合溶液与阳离子交换树脂的用量比例为200-1000ml混合溶液：50-100g阳离子交换树脂。
15、进一步优选的，所述混合溶液与阳离子交换树脂的用量比例为500ml：50g。
16、优选的，粉碎粒径为微米级。
17、优选的，所述助剂为瓜尔胶、卡拉胶、黄原胶的一种或多种，目的是制备获得体系均一的悬浊液。
18、优选的，所述悬浊液中，金属离子型的离子交换树脂的质量分数为5-20％；助剂的质量分数为0.5-2％。
19、优选的，所述静置时间为10～15min。
20、优选的，所述堇青石蜂窝催化剂为符合《gb/t 25994-2010蜂窝陶瓷》标准中圆形或正六边形孔道的堇青石蜂窝陶瓷材料，其化学成分为
21、2mgo-al2o3-5sio2，采用市场销售的工业产品。
22、优选的，所述堇青石蜂窝催化剂载体与悬浊液的用量比例不限。
23、进一步优选的，所述堇青石蜂窝催化剂载体完全浸没在悬浊液中。
24、优选的，所述除水，是指采用压缩空气吹出载体孔道中的液体。
25、优选的，所述高温焙烧其条件为：在惰性气气氛保护下进行两段程序升温焙烧处理，一段温度为100-160℃，时间为1-5hr，将蜂窝催化剂孔道表面附着的液体中水分彻底干燥；二段温度为400-800℃，时间为1-5hr，使离子交换树脂发生热解和炭化，形成高分散的碳和金属颗粒薄层。
26、进一步优选的，所述高温焙烧其条件为：在氮气气氛下按照120℃下2hr、600℃下5hr的温度控制程序进行热处理。
27、优选的，所述水蒸汽活化其条件为：800-1000℃下按照每升催化剂100-400ml/min水量通入水蒸气处理0.5-5hr。
28、进一步优选地，所述水蒸汽活化其条件为：950℃下以每升催化剂200ml/min的水量通入水蒸气处理3hr。
29、在本专利技术的第二个方面，提供采用上述方法制备获得的复合整体式催化氧化除氨催化剂。
30、在本专利技术的第三个方面，提供所述催化剂在废气中催化氧化除氨中的应用。
31、与本专利技术人知晓的相关技术相比，本专利技术其中的一个技术方案具有如下有益效果：
32、(1)采用堇青石蜂窝载体，降低了废气脱氨过程的气体阻力。
33、(2)采用金属-炭涂层作为催化活性物质涂层，均匀地分布在蜂窝载体孔道表面，既提高了催化剂比表面积，也使活性金属高度分散，炭材料微孔结构发达，提供了丰富的物质扩散通道，使催化剂整体活性提高。
34、(3)本专利技术的离子交换树本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述铜、锰的水溶性盐形式为硝酸盐、碳酸盐、醋酸盐和草酸盐中的一种或多种；
3.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述阳离子交换树脂为苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂或酚醛阳离子交换树脂；
4.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述助剂为瓜尔胶；
5.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述静置时间为10～15min；
6.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述除水的方法为：采用压缩空气吹出载体孔道中的液体。
7.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述高温焙烧其条件为：在惰性气气氛保护下进行两段程序升温焙烧处理，一段温度为100-160℃，时间为1-5hr；二段温度为400-800℃
8.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述水蒸汽活化其条件为：800-1000℃下按照每升催化剂100-400mL/min水量通入水蒸气处理0.5-5hr；
9.一种采用权利要求1～8中任一项所述的方法制备获得的复合整体式催化氧化除氨催化剂。
10.权利要求9所述的催化剂在废气中催化氧化除氨中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述铜、锰的水溶性盐形式为硝酸盐、碳酸盐、醋酸盐和草酸盐中的一种或多种；
3.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述阳离子交换树脂为苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂或酚醛阳离子交换树脂；
4.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述助剂为瓜尔胶；
5.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化剂的制备方法，其特征是，所述静置时间为10～15min；
6.如权利要求1所述的复合整体式催化氧化除氨催化...
【专利技术属性】
技术研发人员：于雷，于维钊，崔泽，王晓语，王正波，褚安洋，
申请(专利权)人：山东嘉盛博纳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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