脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及脫硝催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國因燃煤排放的二氧化硫(S02)和氮氧化物(NOx)急劇增加，二氧化硫、氮氧化物是大氣污染的主要物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計我國每年N0x、S02排放量分別約為770萬噸和2400萬噸，N0x、S02是形成“酸雨”和“酸霧”的主要原因之一，氮氧化物與碳?xì)浠衔锝Y(jié)合形成光化學(xué)煙霧，所以NOx、S02污染嚴(yán)重危及人體健康，對自然環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害。我國每年因N0x、S02及形成酸雨造成的損失達(dá)1100億元，其損失約占國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的7 %?8 %。NOx的90 %來自燃料燃燒，因此脫硫脫氮及除塵是治理燃煤污染改善大氣環(huán)境的最主要目標(biāo)。燃燒中固硫脫硝技術(shù)是在煤中添加一定量的固硫脫硝劑，使煤在燃燒或氣化時生成的氣態(tài)硫化物和氮氧化物在爐內(nèi)吸收，氣相中殘存的硫化物和氮氧化物與剛進入爐內(nèi)的脫硫脫硝劑接觸而被吸收，這樣排出的氣體中S02和NOX含量就大大降低了。凡能與煤在燃燒過程中生成的S02、S03和NOX起化學(xué)或物理吸附反應(yīng)，形成固態(tài)殘渣而留在煤灰中的物質(zhì)均可作為固硫脫硝劑。固硫脫硝劑種類很多，如:石灰石、白云石、方解石、氧化鈣、氧化鎂、碳酸鈉、氨水和氫氧化鈉等，但目前使用最多、價廉易得的仍是碳酸鈣、氫氧化鈣等，俗稱鈣基固硫脫硝劑。有時也選用如電石渣、造紙廢液、硼泥等眾多的工業(yè)廢料。但普通的鈣基固硫脫硝劑具有鈣的利用率低、高溫固硫脫硝效果差的不足。燃煤固硫脫硝技術(shù)的關(guān)鍵是固硫脫硝劑及其添加劑的選擇與優(yōu)化，以及對煤種、煤質(zhì)和燃燒方式的適應(yīng)性。常用的固硫脫硝劑以鈣基固硫脫硝劑為主，其缺點是固硫脫硝劑的利用率低，固硫脫硝反應(yīng)速率與硫析出速率不一致。添加量一般為1.5%左右，添加量大，固硫脫硝中堿性物質(zhì)利用率低，脫硫脫硝費用過高，以及由堿性物質(zhì)反應(yīng)生成的硫酸鹽和硝酸鹽易分解，導(dǎo)致固硫脫硝效率不高。燃煤固硫脫硝技術(shù)是一項適合我國國情的減排S02的技術(shù)，普通鈣基固硫脫硝劑價廉易得，但其固硫率較低，高溫固硫率只有20%?30%，脫硝也只有30%左右。目前市場上應(yīng)用于固定源尾氣脫硝主要是使用蜂窩式催化劑。該催化劑具有較低的壓降、耐磨損性能以及優(yōu)良的脫硝活性而得到越來越廣泛的應(yīng)用，但現(xiàn)有的蜂窩式催化劑存在一些缺點，其最佳工作溫度一般在300?450°C，而在實際工況中，煙氣溫度難以達(dá)到這個溫度區(qū)間，為取得較好的脫硝效果還需要另加熱源，從而使得成本提高。為了達(dá)到較好的脫硝效果和抗硫抗水性能，蜂窩式脫硝催化劑一般具有較高的孔密度，但是實際煙氣中含有的大量水、二氧化硫和粉塵很容易使催化劑發(fā)生堵塞，大大增加了動力系統(tǒng)的能耗。因此需要開發(fā)能夠在較低溫度下具有優(yōu)良的脫硝活性、抗硫抗水性能，且具有抗粉塵堵塞能力的催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種脫硝催化劑，該催化劑對鍋爐無腐蝕，能有效降低燃煤氧化反應(yīng)的活化能，提高燃煤的氧化速度，使燃煤充分燃燒，并將氮氧化物化物通過化學(xué)反應(yīng)，還原生成氮氣和水，達(dá)到環(huán)保要求。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下:一種脫硝催化劑，包括氧化錳，氧化鈉和氧化銅以及氧化鋁，其中所述氧化錳占催化劑總質(zhì)量15-20%，優(yōu)選18-20%，所述氧化鈉占催化劑總質(zhì)量18-23%，優(yōu)選18-20%，所述氧化銅占催化劑總質(zhì)量6-10%。
[0005]進一步，所述催化劑還包括氧化鋁和/或氧化鋅。
[0006]進一步，所述催化劑更優(yōu)選所述氧化錳占催化劑總質(zhì)量18-20 %，所述氧化鈉占催化劑總質(zhì)量18-20 %，所述氧化銅占催化劑總質(zhì)量8-10 %。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明的目的還包括制備本發(fā)明所述脫硝催化劑的方法，依次包括以下步驟:
[0008](I)使用陶瓷玻璃纖維生產(chǎn)催化劑基材；
[0009](2)使用所述催化劑各種組分的混合物溶液浸泡步驟(I)生產(chǎn)的催化劑基材；
[0010](3)將步驟(2)浸泡過的催化劑基材進行干燥；
[0011](4)煅燒。
[0012]進一步，所述步驟(I)中所說的陶瓷玻璃纖維含有二氧化硅和硅酸鹽。
[0013]進一步，所述步驟(2)中所說的浸泡，時間是5-10分鐘，混合物溶液溫度是50-70。。。
[0014]進一步，所述步驟(3)中所說的干燥，時間是20-30小時，升溫速度不超過15°C /分鐘，干燥溫度達(dá)到100_120°C。
[0015]進一步，所述步驟(4)中煅燒溫度為420-450°C，煅燒時間48_72小時，升溫速度不超過5°C /分鐘。
[0016]本發(fā)明的催化劑整體安裝在脫硝反應(yīng)器中，含氮氧化物煙氣通過脫硝反應(yīng)器時與催化劑充分接觸，不必噴氨就可以達(dá)到脫硝效果。本發(fā)明的催化劑安裝簡單，一旦損壞，更換方便，節(jié)省成本。另外，本發(fā)明的催化劑比表面積大，強度高，在保證脫硝效果的前提下，抗腐蝕能力、抗煙氣沖擊能力等都優(yōu)于傳統(tǒng)的蜂窩式催化劑。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。
[0018]實施例1
[0019]本發(fā)明的一種脫硝催化劑，包括氧化錳，氧化鈉和氧化銅以及氧化鋁，其中所述氧化錳占催化劑總質(zhì)量15%，所述氧化鈉占催化劑總質(zhì)量23%，所述氧化銅占催化劑總質(zhì)量10 %,所述氧化銷占催化劑總質(zhì)量20 %。
[0020]實施例2
[0021]如實施例1所述的脫硝催化劑，只是其中所述氧化錳占催化劑總質(zhì)量20%，所述氧化鈉占催化劑總質(zhì)量18%，所述氧化銅占催化劑總質(zhì)量6%。所述催化劑還包括占催化劑總質(zhì)量20%的氧化鋅。
[0022]實施例3
[0023]如實施例1所述的脫硝催化劑，只是其中所述氧化錳占催化劑總質(zhì)量18%，所述氧化鈉占催化劑總質(zhì)量20%，所述氧化銅占催化劑總質(zhì)量8%。所述催化劑還包括占催化劑總質(zhì)量20%的氧化鋅。
[0024]實施例4
[0025]如實施例1所述的脫硝催化劑，只是其中所述氧化錳占催化劑總質(zhì)量18%，所述氧化鈉占催化劑總質(zhì)量20%，所述氧化銅占催化劑總質(zhì)量10%。所述催化劑還包括占催化