一种用矿渣制备ＳＣＲ脱硝催化剂的方法及其催化剂，该催化剂是以提取锰酸钾后的矿渣为主要原料，其制备方法包括先用硝酸溶液洗渣，之后滤渣烘干粉碎；将滤渣粉末与活性炭粉末充分混合，然后加入二氧化钛溶胶和去离子水调节为合适的浆料后搓条、制成小球；逐次烘干，逐次焙烧、以进行活化的步骤。与现有技术相比较，该ＳＣＲ脱硝催化剂不仅在烟气温度为１５０～３５０℃范围内均有催化活性，而且在２００℃～３００℃区间（尤其是在２５０℃上下时），的催化活性比现有技术更强，运用本发明专利技术催化剂进行ＳＣＲ脱硝，其脱硝率更高。本发明专利技术还具有节省原料成本，能消除含高价锰的废弃物对环境的污染，制备工艺简单的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及SCR脱 硝催化剂，尤其涉及利用矿渣来制备的SCR脱硝催化剂。
技术介绍
火力发电厂在高温燃烧过程中产生的烟气里，包括有大量的NOx(氮氧化物，主要 包括NO、NO2, N2O等)。这些NOx既会导致光化学烟雾、温室效应和对臭氧层的破坏，又是 酸雨主要成分之一，对人们的健康更有直接的不利影响。因此，在烟气治理中也需对NOx 进行治理(这一过程称为对烟气脱硝)。氨气选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)由于其成熟和高效而成为主要的火力发电厂等固定源的脱硝技术，其核 心在于脱硝催化剂的研制。已知的这类催化剂均是以金属氧化物为主要活性成分，尤其以 MnOx为主要活性组份的催化剂体系研究居多。申请号为2010101008676、名称为《一种SCR 烟气脱硝催化剂的制备方法及其产品》的专利技术申请，提出了一种利用提取锰酸钾后的矿渣 为主要原料，来制备SCR脱硝催化剂的方法。该方法首先用浓度为2mol/L的硝酸溶液来对 提取锰酸钾后的矿渣进行酸洗，以除去该矿渣中的钾离子；然后，在过滤、将滤渣烘干并粉 碎后，用活性炭、聚乙二醇、硝酸铵、硫酸铵和碳酸铵中的任何一种的粉末作为造孔剂来与 该滤渣粉碎混合，在逐渐加入蒸馏水情况下搓条、制成颗粒；最后，通过两次烘干，三次焙烧 的活化工序，制得SCR脱硝催化剂。该专利技术申请制备的SCR脱硝催化剂，不但能够在烟气温 度为200°C左右的情况下发挥催化作用，极大降低了在更高温度下高浓度粉尘和烟气中SO2 造成其中毒的可能性，而且由于其主要原料是利用提取锰酸钾后的矿渣，因此其成本低廉， 的确是有利于环境，能变废为宝的制备方法。然而，运用由该方法所制备的SCR脱硝催化剂 时，其脱硝率还不够高(在用模拟烟气进行验证中，最高也只有66. 6% )，只有在另外配以 电解锰阳极泥后，其脱硝率才有所提高。这对于仅仅只从锰矿中提取(生产)锰酸钾，而并 不生产电解锰的企业来讲，至少是因缺少电解锰阳极泥的原因而没法提高运用该SCR脱硝 催化剂时的脱硝率。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是，提供一种既保留了现有技术之优点，同时在运用其制品时 的脱硝率又能够提高的用矿渣制备SCR脱硝催化剂的方法。本专利技术的第二目的是，在实现第一专利技术目的基础上，提供一种运用它时其脱硝率 较高的用矿渣制备SCR脱硝催化剂。实现所述第一专利技术目的之方案是这样一种用矿渣制备SCR脱硝催化剂的方法， 与现有技术相同的方面是，该方法中所用矿渣是提取锰酸钾后的矿渣，其制备步骤是，(1) 矿渣预处理用硝酸溶液与所述矿渣在常温下充分混合、搅拌，以进行酸洗，洗涤的次数以 检不出钾离子为度，然后将滤渣烘干并粉碎成粉末；接着过滤，将滤渣烘干并粉碎成粉末； (2)成型将滤渣粉末与造孔剂粉末充分混合，调制成浆料后搓条、制成小球；(3)活化将 步骤(2)所得小球先后置于70 90°C和90 100°C下各烘2小时，然后再将这些小球先后置于250 270°C焙烧1小时、440 460°C焙烧2小时、590 610°C焙烧2小时，此后， 自然冷却至室温，所得到的固体小球即为SCR脱硝催化剂。其改进之处是步骤(2)中所述 的造孔剂粉末为活性炭粉末，所述滤渣粉末与活性炭粉末的质量比为100 5 7. 5;两者 充分混合后，再加入二氧化钛含量为15%的二氧化钛溶胶和去离子水；其中，二氧化钛溶 胶中的二氧化钛与所述滤渣粉末的质量比在10 20 100之间；去离子水的用量，以将其 与滤渣粉末、活性炭粉末和二氧化钛溶胶混合并调制成浆料后，能够搓条、制成小球为度。实现所述第二专利技术目的之用矿渣制备的SCR脱硝催化剂，是由实现第一专利技术目的 之用矿渣制备SCR脱硝催化剂的方法制备而成的。从实现第一专利技术目的和第二专利技术目的之方案中可以看出，本专利技术的制备催化剂的 主要原料的来源，并不需要专门制备或购买，而是采用通常被废弃了的提取了锰酸钾后的 矿渣。由于这些矿渣中仍然含一定量的锰元素(以高价锰形式存在)，所以，本专利技术的催化 剂发挥作用的部分实际上仍然是锰的氧化物，因此，完全保留了现有技术所具有的，即可以 在相对较低温度(20(TC左右)下进行脱硝催化性能，又节省了 SCR脱硝催化剂的原料成 本，而且还消除了含高价锰的废弃物对环境的污染之优点。与现有技术相比较，本专利技术在第 (2)步制成小球(颗粒)之前混入了二氧化钛(TiO2)溶胶，这在实际上是增加了一步改性 工序。在去离子水的作用下，该二氧化钛溶胶中含有的TiO2能够成为锰的氧化物的极好载 体，进而提高了本专利技术SCR脱硝催化剂的低温活性和在运用它时的脱硝率；同时，二氧化钛 溶胶在制备过程中又能发挥其粘结剂的作用，即增强了催化剂的强度而又进一步提高了本 SCR脱硝催化剂的使用寿命。下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。具体实施方式 一、一种用矿渣制备SCR脱硝催化剂的方法，该方法中所用矿渣是提取锰酸钾后 的矿渣，其制备步骤是，(1)矿渣预处理用硝酸溶液与所述矿渣在常温下充分混合、搅拌， 以进行酸洗，洗涤的次数以检不出钾离子为度，然后将滤渣烘干并粉碎成粉末；接着过滤， 将滤渣烘干并粉碎成粉末。(2)成型将滤渣粉末与造孔剂粉末充分混合，调制成浆料后搓 条、制成小球；⑶活化将步骤⑵所得小球先后置于70 90°C和90 100°C下各烘2小 时，然后再将这些小球先后置于250 270°C焙烧1小时、440 460°C焙烧2小时、590 610°C焙烧2小时，此后，自然冷却至室温，所得到的固体小球即为SCR脱硝催化剂。本专利技术 中，步骤(2)中所述的造孔剂粉末为活性炭粉末，所述滤渣粉末与活性炭粉末的质量比为 100 5 7. 5 ；两者充分混合后，再加入二氧化钛含量为15%的二氧化钛溶胶和去离子水 (通常，用分步逐渐加入的方式进行)；其中，二氧化钛溶胶中的二氧化钛与所述滤渣粉末 的质量比在10 20 100之间；去离子水的用量，以将其与滤渣粉末、活性炭粉末和二氧 化钛溶胶混合并调制成浆料后，能够搓条、制成小球为度。进一步讲，在本具体实施方式中，在步骤(1)中硝酸溶液的浓度为1 3mol/L，该 硝酸溶液与提取锰酸钾后的矿渣的质量比为3 6 1。更进一步讲，在本具体实施方式中，在步骤(2)最后得到的小球，其粒径0.5 1. 5cm0二、一种用矿渣制备的SCR脱硝催化剂，它是由上述一种用矿渣制备SCR脱硝催化剂的方法制备而成的。由本专利技术方法所制备的SCR脱硝催化剂，通过了试验验证。验证时，其制备方法按 照上述具体实施方式的步骤进行。其中第(3)步中的烘干与焙烧的时间与温度调节，在该 步骤所述范围内控制，并以成型好、无破碎为度。然后，先将这些SCR脱硝催化剂固体小球 分别放入气固相反应器中，以NO、02、N2混合气体模拟烟气，其配气条件为N0体积浓度为 500ppm, O2浓度2%，其余气体为平衡气体N2 ；以体积浓度为500ppm的NH3为还原气体，空 速为IOOOOtr1，模拟烟气温度分别控制在100°C 350°C的条件下进行。最后检测反应器出 口的模拟烟气中NO的浓度，从而计算出脱硝(转化)率。验证例见下表。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用矿渣制备ＳＣＲ脱硝催化剂的方法，该方法中所用矿渣是提取锰酸钾后的矿渣，其制备步骤是，（１）矿渣预处理：用硝酸溶液与所述矿渣在常温下充分混合、搅拌，以进行酸洗，洗涤的次数以检不出钾离子为度，然后将滤渣烘干并粉碎成粉末；接着过滤，将滤渣烘干并粉碎成粉末；（２）成型：将滤渣粉末与造孔剂粉末充分混合，调制成浆料后搓条、制成小球；（３）活化：将步骤（２）所得小球先后置于７０～９０℃和９０～１００℃下各烘２小时，然后再将这些小球先后置于２５０～２７０℃焙烧１小时、４４０～４６０℃焙烧２小时、５９０～６１０℃焙烧２小时，此后，自然冷却至室温，所得到的固体小球即为ＳＣＲ脱硝催化剂；其特征在于：步骤（２）中所述的造孔剂粉末为活性炭粉末，所述滤渣粉末与活性炭粉末的质量比为１００∶５～７．５；两者充分混合后，再加入二氧化钛含量为１５％的二氧化钛溶胶和去离子水；其中，二氧化钛溶胶中的二氧化钛与所述滤渣粉末的质量比在１０～２０∶１００之间；去离子水的用量，以将其与滤渣粉末、活性炭粉末和二氧化钛溶胶混合并调制成浆料后，能够搓条、制成小球为度。
【技术特征摘要】
1.一种用矿渣制备SCR脱硝催化剂的方法，该方法中所用矿渣是提取锰酸钾后的矿 渣，其制备步骤是，(1)矿渣预处理用硝酸溶液与所述矿渣在常温下充分混合、搅拌，以进 行酸洗，洗涤的次数以检不出钾离子为度，然后将滤渣烘干并粉碎成粉末；接着过滤，将滤 渣烘干并粉碎成粉末；(2)成型将滤渣粉末与造孔剂粉末充分混合，调制成浆料后搓条、 制成小球；⑶活化将步骤⑵所得小球先后置于70 90°C和90 100°C下各烘2小 时，然后再将这些小球先后置于250 270°C焙烧1小时、440 460°C焙烧2小时、590 610°C焙烧2小时，此后，自然冷却至室温，所得到的固体小球即为SCR脱硝催化剂；其特征 在于步骤(2)中所述的造孔剂粉末为活性炭粉末，所述滤渣粉末与活性炭粉末的质量比 为100 5 7.5;两者充分混合后，再加入二氧化钛含量为15%...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜军，刘仁龙，陶长元，刘作华，李国云，吕汉清，范兴，左赵宏，孙大贵，邬旭宏，谢银银，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。