O，0.1% (分壓比)左右的NH3, 3% (分壓比)的O2，其余為平衡氣體N2，控制操作空速為2000(?-1,控制反應(yīng)溫度為150°C，運(yùn)行催化反應(yīng)器一星期(168小時(shí))，期間每個(gè)半小時(shí)測(cè)試一次NO濃度，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，在168小時(shí)的反應(yīng)周期內(nèi)，催化劑對(duì)NO轉(zhuǎn)化率持續(xù)保持在100%，說(shuō)明在未加入其它毒化氣體的情況下，催化劑穩(wěn)定性較好，能持續(xù)保持高活性。
[0081 ] 3、抗水抗硫性測(cè)試
[0082]實(shí)際煙氣中常含有S0#P H2O,它們的存在會(huì)抑制催化劑的反應(yīng)活性，在前述組成的模擬煙氣中加入SOjp H 20(g)以考察催化劑的抗水抗硫性，其中302的含量為400ppm，H2O (g)的含量為 1vol % ?
[0083]將實(shí)施例3制備的催化劑裝入催化反應(yīng)器中，通入上述含SOjP H20(g)的模擬煙氣，控制操作空速為2000(?'測(cè)試不同溫度下催化劑的活性；對(duì)照組以相同的測(cè)試條件通入不含SOjP H20(g)的模擬煙氣(圖6中的新鮮樣)，測(cè)試不同溫度下催化劑的活性。測(cè)試結(jié)果如圖6所示，由圖6可知，在模擬煙氣中加入SOjP H20(g)后，在120°C以下的低溫狀態(tài)，催化劑的脫硝效率有所下降，隨著溫度的升高，脫硝效率的下降趨勢(shì)趨緩，當(dāng)反應(yīng)溫度為150°C?220°C時(shí)，催化劑的脫硝率能夠達(dá)到95%以上，說(shuō)明催化劑的同時(shí)抗水抗硫性良好。
[0084]4、抗水熱老化性
[0085]對(duì)催化劑進(jìn)行水熱老化處理后測(cè)試催化劑的性能。水熱老化處理過(guò)程為:將實(shí)施例3制備的催化劑在200°C用含10% H2O的空氣熱處理24h。
[0086]將經(jīng)過(guò)水熱老化處理的催化劑裝入催化反應(yīng)器中，通入模擬煙氣，模擬煙氣的組成為:0.1% (分壓比)左右的NO，0.1 % (分壓比)左右的NH3, 3% (分壓比)的O2，其余為平衡氣體N2，控制操作空速為2000(?'測(cè)試不同溫度下水熱老化處理后的催化劑的活性；對(duì)照組以相同的測(cè)試條件測(cè)試未經(jīng)老化處理的催化劑在不同溫度下催化劑的活性(圖7中的新鮮樣)。測(cè)試結(jié)果如圖7所示，由圖7可知，經(jīng)過(guò)水熱老化處理的催化劑在低溫吸附階段的脫硝性能有所下降，隨著溫度的升高，經(jīng)過(guò)水熱老化處理的催化劑的脫硝性能逐漸恢復(fù)，當(dāng)溫度在120°C以上時(shí)，與未經(jīng)水熱老化處理的催化劑相比，經(jīng)過(guò)水熱老化處理的催化劑對(duì)NO的轉(zhuǎn)化率僅降低了 5%左右。說(shuō)明實(shí)施例3制備的催化劑的水熱穩(wěn)定性較好。
[0087]5、再生性能
[0088]為了考察實(shí)施例3制備的脫硝催化劑的再生性能，首先對(duì)SO2中毒的脫硝催化劑進(jìn)行水洗再生，具體操作為:將SO2*毒的脫硝催化劑放入去離子水中反復(fù)水洗3次，再轉(zhuǎn)入烘箱，在105°C下烘12h。
[0089]將經(jīng)過(guò)水洗再生的催化劑裝入催化反應(yīng)器中，通入模擬煙氣，模擬煙氣的組成為:0.1% (分壓比)左右的NO，0.1% (分壓比)左右的NH3, 3% (分壓比)的O2，其余為平衡氣體N2，控制操作空速為2000(?'測(cè)試不同溫度下水洗再生后的催化劑的活性；對(duì)照組以相同的測(cè)試條件測(cè)試不同溫度下實(shí)施例3制備的新鮮催化劑的活性(圖8中的新鮮樣)ο測(cè)試結(jié)果如圖8所示，從圖8可知，經(jīng)過(guò)水洗后催化劑的活性雖不能達(dá)到新鮮樣的水平，但水洗再生樣的脫硝曲線與新鮮樣的脫硝曲線已較為接近，對(duì)NO的轉(zhuǎn)化率最高可恢復(fù)到98%以上。催化劑再生后重復(fù)使用能大大降低成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑，其特征在于:該催化劑為經(jīng)過(guò)活化處理的、主要組分為活性炭和活性組分的具有蜂窩狀孔道的成型料，蜂窩狀孔道的密度為每平方厘米10?50個(gè)孔，催化劑的比表面積為450?750m2/g，活性組分為鈰的氧化物或/和錳的氧化物，鈰或/和錳的含量為2?1wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑，其特征在于所述蜂窩狀孔道的截面形狀為圓形、正方形、三角形、六方形或者八方形。
3.權(quán)利要求1或2所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于主要包括以下工藝步驟: (1)按照煤粉、有機(jī)粘結(jié)劑、水或者活性組分前驅(qū)液的質(zhì)量比100:(30?50): (17?40)進(jìn)行配料，所述煤粉是煙煤、肥煤、褐煤、焦煤、瘦煤中的至少一種與無(wú)煙煤組成的混合煤粉，所述活性組分前驅(qū)液為水溶性鐘鹽水溶液、水溶性猛鹽水溶液、或者水溶性鐘鹽和水溶性錳鹽的混合水溶液； (2)將煤粉、有機(jī)粘結(jié)劑、水或活性組分前驅(qū)液混合后置于捏合機(jī)中充分捏合后，置于設(shè)置有蜂窩模具的成型機(jī)中擠出成型得到蜂窩狀型料坯體； (3)型料坯體經(jīng)干燥后置于煅燒爐內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至200?300°C，通入空氣氧化3?1h ;在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至500?700°C，炭化反應(yīng)I?1.5h ;在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至750?900°C，再通入活化劑活化反應(yīng)I?4h ;在氮?dú)獗Ｗo(hù)下隨爐冷卻至室溫，對(duì)于以活性組分前驅(qū)液為液體成型的型料坯體，即得到產(chǎn)品低溫脫硝催化劑；對(duì)于以水為液體成型的型料坯體，得到炭基蜂窩結(jié)構(gòu)載體，將其置入活性組分前驅(qū)液中浸泡，充分浸泡后取出經(jīng)干燥置入煅燒爐內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至500?650°C煅燒I?3h，即得到產(chǎn)品低溫脫硝催化劑；所述活化劑為二氧化碳、水蒸汽或者煙道氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于所述煤粉的粒徑不超過(guò)75 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于所述有機(jī)粘結(jié)劑為煤焦油、瀝青、甲基纖維素、羧丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚乙烯醇中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于型料坯體的干燥是指將型料坯體先于自然環(huán)境干燥至水分含量不大于1wt%，然后于干燥設(shè)備內(nèi)在105?110 °C干燥至水分含量不大于2wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于步驟(3)中，將炭基蜂窩結(jié)構(gòu)載體在濃硝酸中浸泡0.5?1.5h，取出用水洗至洗出液呈中性并干燥，再放入活性組分前驅(qū)液中浸泡。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于步驟(3)中的升溫速率為3?10°C /min。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于步驟(2)在混捏前加入潤(rùn)滑油5?10質(zhì)量份。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑的制備方法，所述潤(rùn)滑油為大豆油、玉米油或蓖麻油中的至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種炭基蜂窩結(jié)構(gòu)低溫脫硝催化劑，為經(jīng)過(guò)活化處理的、主要組分為活性炭、鈰的氧化物或/和錳的氧化物的具有蜂窩狀孔道的成型料，蜂窩狀孔道的密度為10～50孔/cm2，催化劑的比表面積為450～750m2/g，鈰或/和錳的含量為2～10wt％。其制備方法為：將煤粉、有機(jī)粘結(jié)劑、水或活性組分前驅(qū)液混合后并充分捏合、擠出成型得到蜂窩狀型料坯體；型料坯體經(jīng)干燥后置于煅燒爐內(nèi)，在200～300℃通入空氣氧化，然后在500～700℃進(jìn)行炭化，再在750～900℃通入活化劑進(jìn)行活化；對(duì)于以活性組分前驅(qū)液為液體成型的型料坯體，即得產(chǎn)品；對(duì)于以水為液體成型的型料坯體，得到炭基蜂窩結(jié)構(gòu)載體，將其置入活性組分前驅(qū)液中浸泡后取出經(jīng)干燥置入煅燒爐內(nèi)在500～650℃煅燒即得產(chǎn)品。
【IPC分類】B01J35-04, B01J23-10, B01J23-34, B01D53-56, B01D53-86
【公開(kāi)號(hào)】CN104588000
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410829653
【發(fā)明人】楚英豪, 尹華強(qiáng), 郭家秀, 王天澤, 吳干學(xué), 羅德明
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日