本發(fā)明是有關(guān)于一種催化劑及其制造方法，特別是指一種用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑及其制造方法。

背景技術(shù)：
燒結(jié)方法是利用高溫燃燒方式將粉粒狀的原料改變成為塊狀組織，使此加工后的塊狀原料適用于后續(xù)的高爐冶金熔煉方法，避免粉粒狀原料因熔煉過(guò)程中隨著鼓入的熱氣流而逸出。因此，將粉粒狀原料經(jīng)燒結(jié)方法轉(zhuǎn)換成塊狀是高爐冶金熔煉中必要的步驟。利用高溫燃燒方式，雖然可使粒狀的燒結(jié)原料固結(jié)成塊狀的燒結(jié)餅，但也因粉粒狀的原料的燃燒不完全，而伴隨產(chǎn)生氮氧化物(NOx)污染。近年隨著環(huán)保意識(shí)日漸高漲，環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，如何有效降低氮氧化物的排放濃度，成為相關(guān)業(yè)者努力改善的目標(biāo)?，F(xiàn)有技術(shù)主要利用氨氣(NH3)、碳或一氧化碳(CO)作為還原劑，將廢氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)換成氮?dú)舛右匀コ?，以降低氮氧化物的排放濃度。以氨氣降低氮氧化物的排放濃度是目前最為常?jiàn)的方法，其主要是藉由額外通入氨氣與空氣，并在300℃~400℃的高溫催化下，與氮氧化物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，而將氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮?dú)馀c水氣，亦即所謂的SCR方法(SelectiveCatalyticReduction)。但是，一般燒結(jié)廠(chǎng)廢氣大多維持在150℃以下，因此，實(shí)際應(yīng)用時(shí)還需要額外將廢氣加熱至300℃以上以利反應(yīng)的進(jìn)行，不但額外增加能源的消耗，更會(huì)增加整體的處理成本，而且氨氣為有害物質(zhì)因此在操作時(shí)需格外小心。此外，額外通入的氨氣與廢氣中的硫氧化物(SOx)在220℃以下更會(huì)反應(yīng)生成具腐蝕性的產(chǎn)物，而造成設(shè)備受損。而利用碳作為降低氮氧化物排放濃度的還原劑，雖然效果較氨氣更為優(yōu)越，而且也不會(huì)產(chǎn)生具腐蝕性的產(chǎn)物而造成設(shè)備受損問(wèn)題，但是，其反應(yīng)溫度必需在500℃以上，因此較SCR方法更為耗能，而且操作時(shí)還需要將廢氣中的氧氣濃度控制在3％以下，避免燃燒的發(fā)生。而以一氧化碳為還原劑，主要是以附著于活性焦碳(ActivatedCoke,AC)的重金屬(銅、鈷、鎳或鐵)作為催化劑，并在300℃~500℃間與氮氧化物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，降低廢氣中氮氧化物的濃度。由于其反應(yīng)溫度300℃~500℃仍大于一般廢氣的150℃，因此，仍難以避免需額外加熱，而導(dǎo)致處理成本過(guò)高的問(wèn)題。如何減少額外能量的耗損且能降低處理成本，并維持良好氮氧化物的處理效率，成為相關(guān)業(yè)者接下來(lái)所欲改善的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的，即在提供一種能減少額外能量的耗損并降低操作成本，且具有良好處理效率的用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種能減少額外能量的耗損并降低操作成本，且具有良好處理效率的用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑的制造方法。于是，本發(fā)明用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑的制造方法，包含混合攪拌步驟、水分去除步驟、加熱步驟，及冷卻出料步驟。該混合攪拌步驟是將褐煤焦碳(LigniteCoke,LC)、含鈉溶液與純水混合攪拌預(yù)定時(shí)間，而成為混合物；該水分去除步驟是將該混合物加熱至干燥溫度并維持設(shè)定時(shí)間，以去除該混合物中的水分。該加熱步驟是將經(jīng)過(guò)該水分去除步驟的混合物加熱至加熱溫度，并維持加熱時(shí)間，該加熱溫度是高于該干燥溫度；而該出料步驟是將經(jīng)過(guò)該加熱步驟的混合物冷卻后獲得催化劑。而本發(fā)明用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑，包含6至7wt％的鈉，以及平衡量且不為0的褐煤焦碳。本發(fā)明的有益效果在于：采用簡(jiǎn)單的混合攪拌與高溫處理的方式將鈉附著于便宜的褐煤焦碳，而成為一種能在較低溫度下即與廢氣中的氮氧化物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，以降低廢氣中氮氧化物濃度的催化劑，進(jìn)而有效減少額外能量的耗損并降低操作成本，且具有良好的氮氧化物的處理效率。附圖說(shuō)明圖1是一流程圖，說(shuō)明本發(fā)明用于減少?gòu)U氣中氮氧化物之催化劑的制造方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例；及圖2是一示意圖，說(shuō)明本發(fā)明用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例于電子顯微鏡下的相片。具體實(shí)施方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚的呈現(xiàn)。參閱圖1，本發(fā)明用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑的制造方法的優(yōu)選實(shí)施例包含混合攪拌步驟21、水分去除步驟22、加熱步驟23，及冷卻出料步驟24。該混合攪拌步驟21是將褐煤焦碳(LigniteCoke,LC)、含鈉溶液與純水混合攪拌預(yù)定時(shí)間，而成為混合物。在本優(yōu)選實(shí)施例中該混合攪拌步驟21是將褐煤焦碳、含鈉溶液與純水加入能隔絕外界空氣的旋轉(zhuǎn)攪拌槽(圖未示)中進(jìn)行混合攪拌，而該預(yù)定時(shí)間是1.5小時(shí)。該水分去除步驟22是將置于攪拌槽中的混合物加熱至干燥溫度并維持設(shè)定時(shí)間，以去除該混合物中的水分。在本優(yōu)選實(shí)施例中，該水分去除步驟22中的干燥溫度是介于200℃至250℃之間，而該設(shè)定時(shí)間是2小時(shí)。該加熱步驟23是將經(jīng)過(guò)該水分去除步驟22的混合物加熱至加熱溫度，并維持加熱時(shí)間，以產(chǎn)生煅燒作用，使氫氧化鈉(NaOH)轉(zhuǎn)變成為氧化鈉(Na2O)，而將孔洞內(nèi)的水去除。在本優(yōu)選實(shí)施例中，該加熱步驟23中的加熱溫度是介于280℃至300℃之間，而該加熱時(shí)間是3小時(shí)。在此要特別說(shuō)明的是，經(jīng)測(cè)試褐煤焦碳需達(dá)350℃才會(huì)燃燒，因此，在能隔絕外界空氣的旋轉(zhuǎn)攪拌槽中的褐煤焦碳，并不會(huì)在該水分去除步驟22與該加熱步驟23時(shí)產(chǎn)生悶燒。而該冷卻出料步驟24是將經(jīng)過(guò)該加熱步驟23的混合物冷卻后獲得如圖2所示含有6至7wt％的鈉的催化劑。圖2中在白色柱狀結(jié)晶旁的小粒狀物即是鈉。在本優(yōu)選實(shí)施例中，是該混合物冷卻至室溫后再由該攪拌槽中取出，而該催化劑是含有約6.9wt％的鈉。由表1可知，該催化劑3與一般褐煤焦碳的物理性質(zhì)差異不大。表1物理性質(zhì)比較表物理性質(zhì)比表面積(m2/g)孔徑體積(cm3/g)孔徑大小(nm)褐煤焦碳2880.2161.6催化劑240-2900.198-0.2191.602-1.782為驗(yàn)證本發(fā)明的催化劑的效果，發(fā)明人將約2噸本發(fā)明的催化劑，以及一般的褐煤焦碳送至燒結(jié)工場(chǎng)分別并安裝于德商N(yùn)usserIngenieurges所研發(fā)的廢氣處理設(shè)備上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證本發(fā)明的催化劑的功效。該廢氣處理設(shè)備是類(lèi)似固定/流動(dòng)床過(guò)濾器，但是，該廢氣處理設(shè)備不會(huì)生松動(dòng)的吸附床，且氣流通過(guò)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生鑿溝(channeling)現(xiàn)象，而該廢氣處理設(shè)備的操作溫度是介于68℃~118℃之間(平均溫度為99℃)，通入的廢氣流量為16,500~20,000m3/hr，其結(jié)果如表2所示。表2脫除效率比較表脫氮氧化物效率脫一氧化碳效率脫硫效率褐煤焦碳1％3％5％催化劑32~81％33~83％21~69%由表2可知本發(fā)明的催化劑在平均溫度99℃的操作環(huán)境下，即具有較一般褐煤焦碳更優(yōu)異的脫氮氧化物效率、脫一氧化碳效率與脫硫(硫氧化物)效率。由此可知，本發(fā)明的催化劑確實(shí)能在無(wú)需額外加熱廢氣的情況下，即可進(jìn)行廢其中氮氧化物的脫除作業(yè)。因此，本發(fā)明的催化劑確實(shí)能有效減少額外能量的耗損以降低操作成本，且具有優(yōu)異的脫氮氧化物效率、脫一氧化碳效率與脫硫(硫氧化物)效率。且由表2可以推知，本發(fā)明的催化劑的脫氮氧化物效率與脫一氧化碳效率是成正比關(guān)系，也就是說(shuō)，本發(fā)明的催化劑是利用下列反應(yīng)式(1)，以廢氣中一氧化碳作為還原劑而將氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮?dú)舛右匀コ?，并不是以催化劑中的褐煤焦碳作為還原劑參與反應(yīng)，因此，還可以有效避免原料的浪費(fèi)。2NO+4CO+O2→N2+4CO2…………………(1)綜上所述，本發(fā)明用于減少?gòu)U氣中氮氧化物的催化劑及其制造方法，采用簡(jiǎn)單的混合攪拌與高溫處理的方式將鈉附著于便宜的褐煤焦碳，而成為一個(gè)能在較低溫度下即與廢氣中的氮氧化物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，以降低廢氣中氮氧化物濃度的催化劑，進(jìn)而有效減少額外能量的耗損以降低操作成本，且具有良好之氮氧化物的處理效率，故確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。惟以上所述者，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施之范圍，即大凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作之簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專(zhuān)利涵蓋之范圍內(nèi)。附圖標(biāo)記21············混合攪拌步驟22············水分去除步驟23············加熱步驟24············冷卻出料步驟