一種環(huán)保脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于燃煤煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保脫硝催化劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤燃燒產(chǎn)生的煙氣處理中，脫硫和脫硝是兩大要點(diǎn)。燃燒煙氣中去除氮氧化物的 過程，防止環(huán)境污染的重要性，已作為世界范圍的問題而被尖銳地提了出來。而去除氮氧化 物的實(shí)質(zhì)就是"脫硝"。
[0003] SCR是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù)，最早由日本于20世紀(jì)60~70年代后期完成商 業(yè)運(yùn)行，是利用還原劑在金屬催化劑作用下，選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H20,而不是被02 氧化，故稱為"選擇性"。世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR 2種。此2種方 法都是利用氨對NOx的還原功能，在催化劑的作用下將Ν0χ(主要是NO)還原為對大氣沒有多 少影響的N2和水，還原劑為NH3。如果反應(yīng)溫度偏低，催化劑的活性會降低，導(dǎo)致脫硝效率下 降，且如果催化劑持續(xù)在低溫下運(yùn)行會使催化劑發(fā)生永久性損壞;如果反應(yīng)溫度過高，NH3 容易被氧化，NOx生成量增加，還會引起催化劑材料的相變，使催化劑的活性退化。此外，雖 然該法脫硝效率高，價格相對低廉，廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外工程中，成為電站煙氣脫硝的主流技 術(shù)。但燃煤中含有硫分，燃燒過程中可生成一定量的S03。添加催化劑后，在有氧條件下，S03 的生成量大幅增加，并與過量的NH3生成NH4HS04 JH4HS04具有腐蝕性和粘性，可導(dǎo)致尾部 煙道設(shè)備損壞。雖然S03的生成量有限，但其造成的影響不可低估。另外，現(xiàn)有的脫硝催化劑 在脫硝的同時，又引發(fā)了新的問題，如申請?zhí)枮镃N201310582392的發(fā)明公開了一種三維網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)整體式脫硝催化劑的制備方法，該制備方法復(fù)雜不易操作，申請?zhí)枮镃N103638921B 的發(fā)明公開了一種釩鎢脫硝催化劑及其制備方法，該催化劑成本高，效果不夠顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種環(huán)保脫硝催化劑及其制備方 法，能在使用過程中很好的保持活性，且能抑制損壞煙道的NH4HS04生成。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種環(huán)保脫硝催化劑，其特征在于，包括以下重量份的原料:硝酸鐵1-5份、硝酸鈣 1-5份、硫酸鐵3-5份、硫酸亞鐵2-5份、氨水5-10份、尿素15-20份、含錳60%的高碳錳鐵合金 0.1 -0.5份、氧化鋪0.2-0.3份、氫氧化鋇0.2-0.3份。
[0007] 優(yōu)選地，所述環(huán)保脫硝催化劑包括以下重量份的原料:硝酸鐵2份、硝酸鈣3份、硫 酸鐵4份、硫酸亞鐵4份、氨水8份、尿素18份、含錳60%的高碳錳鐵合金0.3份、氧化鈰0.2份、 氫氧化鋇0.3份。
[0008] 本發(fā)明還提供一種制備所述環(huán)保脫硝催化劑的方法，包括以下步驟：
[0009] S1、按重量份稱取硝酸鐵1-5份、硝酸鈣1-5份、硫酸鐵3-5份、硫酸亞鐵2-5份、氨水 5-10份、尿素15-20份、含錳60 %的高碳錳鐵合金0.1-0.5份、氧化鈰0.2-0.3份、氫氧化鋇 0.2-0.3份，備用；
[0010] S2、在水中加入硝酸鐵、硝酸鈣、硫酸鐵、硫酸亞鐵，攪拌均勻后，加入氨水、尿素， 超聲混合1-2小時，濾過，得沉淀物；
[0011] S3、將沉淀物放入烘箱中，在80-90°C下干燥5-8小時，然后置于馬弗爐中，在550-580°C下高溫煅燒1-2小時；
[0012] S4、將煅燒后的沉淀物研磨成粒徑為100-11 Ομπι的粉末；
[0013] S5、將含錳60%的高碳錳鐵合金、氧化鈰、氫氧化鋇研磨成粒徑為50-60μπι的粉末， 與步驟S4的粉末混勻，即得。
[0014] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，脫硝催化劑在反應(yīng)中有效抑制了陽離子和催化劑發(fā)生離 子交換，使整個反應(yīng)過程中催化劑能夠很好的保持活性;助劑高碳錳鐵合金、氧化鈰、氫氧 化鋇的添加，能阻止NH4HS04的生成，保護(hù)煙道設(shè)備。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：
[0016] 1.本發(fā)明的環(huán)保脫硝催化劑，在反應(yīng)過程抑制了陽離子和催化劑發(fā)生離子交換， 使催化劑能夠很好的保持活性。
[0017] 2.本發(fā)明的環(huán)保脫硝催化劑通過助劑的添加，有效防止NH4HS04的生成，能很好的 保護(hù)煙道設(shè)備。
[0018] 3.本發(fā)明的環(huán)保脫硝催化劑用量小，脫硝效率在80%以上，成本低，具有很好的市 場前景。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍和應(yīng)用 范圍。
[0020] 一、環(huán)保脫硝催化劑的制備
[0021] 實(shí)施例1
[0022] Sl、分別稱取硝酸鐵2kg、硝酸鈣3kg、硫酸鐵4kg、硫酸亞鐵4kg、氨水8kg、尿素 18kg、含錳60 %的高碳錳鐵合金0.3kg、氧化鈰0.2kg、氫氧化鋇0.3kg，備用；
[0023] S2、在水中加入硝酸鐵、硝酸鈣、硫酸鐵、硫酸亞鐵，攪拌均勻后，加入氨水、尿素， 超聲混合1-2小時，濾過，得沉淀物；
[0024] S3、將沉淀物放入烘箱中，在85°C下干燥6小時，然后置于馬弗爐中，在560°C下高 溫煅燒1小時；
[0025] S4、將煅燒后的沉淀物研磨成粒徑為11 Ομπι的粉末；
[0026] S5、將含錳60%的高碳錳鐵合金、氧化鈰、氫氧化鋇研磨成粒徑為60μπι的粉末，與 步驟S4的粉末混勻，即得。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] Sl、分別稱取硝酸鐵lkg、硝酸I11^kg、硫酸鐵3kg、硫酸亞鐵5kg、氨水5kg、尿素 20kg、含錳60 %的高碳錳鐵合金0.1 kg、氧化鈰0.3kg、氫氧化鋇0.2kg，備用；
[0029] S2、在水中加入硝酸鐵、硝酸鈣、硫酸鐵、硫酸亞鐵，攪拌均勻后，加入氨水、尿素， 超聲混合2小時，濾過，得沉淀物；
[0030] S3、將沉淀物放入烘箱中，在80°C下干燥8小時，然后置于馬弗爐中，在550°C下高 溫煅燒2小時；
[0031 ] S4、將煅燒后的沉淀物研磨成粒徑為100μπι的粉末；
[0032] S5、將含錳60%的高碳錳鐵合金、氧化鈰、氫氧化鋇研磨成粒徑為60μπι的粉末，與 步驟S4的粉末混勻，即得。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] Sl、分別稱取硝酸鐵5kg、硝酸I1Slkg、硫酸鐵5kg、硫酸亞鐵2kg、氨水10kg、尿素 15kg、含錳60 %的高碳錳鐵合金0.5kg、氧化鈰0.2kg、氫氧化鋇0.3kg，備用；
[0035] S2、在水中加入硝酸鐵、硝酸鈣、硫酸鐵、硫酸亞鐵，攪拌均勻后，加入氨水、尿素， 超聲混合1小時，濾過，得沉淀物；
[0036] S3、將沉淀物放入烘箱中，在90°C下干燥5小時，然后置于馬弗爐中，在580°C下高 溫煅燒1小時；
[0037] S4、將煅燒后的沉淀物研磨成粒徑為11 Ομπι的粉末；
[0038] S5、將含錳60%的高碳錳鐵合金、氧化鈰、氫氧化鋇研磨成粒徑為50μπι的粉末，與 步驟S4的粉末混勻，即得。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] Sl、分別稱取硝酸鐵2kg、硝酸I11Hkg、硫酸鐵5kg、硫酸亞鐵3kg、氨水5kg、尿素 19kg、含錳60 %的高碳錳鐵合金0.4kg、氧化鈰.3kg、氫氧化鋇0.2kg，備用；
[0041] S2、在水中加入硝酸鐵、硝酸鈣、硫酸鐵、硫酸亞鐵，攪拌均勻后，加入氨水、尿素， 超聲混合2小時，濾過，得沉淀物；
[0042] S3、將沉淀物放入烘箱中，在90°C下干燥6小時，然后置于馬弗爐中，在580°C下高 溫煅燒1.5小時；
[0043 ] S4、將煅燒后的沉淀物研磨成粒徑為11 Ομπι的粉末；
[0044] S5、將含錳60%的高碳錳鐵合金、氧化鈰、氫氧化鋇研磨成粒徑為50μπι的粉末，與 步驟S4的粉末混勻，即得。
[0045] 二、應(yīng)用試驗(yàn)
[0046]在200°C-400°C的溫度下，將含有一氧化氮、二氧化硫和三氧化硫的模擬煙氣通入 上述制備獲得的環(huán)保脫硝催化劑樣品中，測試脫硝效率，結(jié)果如下：
[0048]由此可見，本發(fā)明制備的環(huán)保脫硝催化劑，有效抑制硫酸氫銨的產(chǎn)生，且在較廣的 溫度范圍，脫硝效率在80%以上，通過控制合適的溫度(350-380°C)，脫硝率能達(dá)到90%以 上。
[0049]以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換， 都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)保脫硝催化劑，其特征在于，包括以下重量份的原料:硝酸鐵1-5份、硝酸鈣1-5份、硫酸鐵3-5份、硫酸亞鐵2-5份、氨水5-10份、尿素15-20份、含錳60%的高碳錳鐵合金 0.1 -0.5份、氧化鋪0.2-0.3份、氫氧化鋇0.2-0.3份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保脫硝催化劑，其特征在于，包括以下重量份的原料:硝酸 鐵2份、硝酸鈣3份、硫酸鐵4份、硫酸亞鐵4份、氨水8份、尿素18份、含錳60%的高碳錳鐵合金 〇. 3份、氧化鋪0.2份、氫氧化鋇0.3份。3. -種制備權(quán)利要求1所述的環(huán)保脫硝催化劑的方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 按重量份稱取硝酸鐵1-5份、硝酸鈣1-5份、硫酸鐵3-5份、硫酸亞鐵2-5份、氨水5-10 份、尿素15-20份、含錳60 %的高碳錳鐵合金0.1-0.5份、氧化鈰0.2-0.3份、氫氧化鋇0.2-0.3份，備用； 52、 在水中加入硝酸鐵、硝酸鈣、硫酸鐵、硫酸亞鐵，攪拌均勻后，加入氨水、尿素，超聲 混合1-2小時，濾過，得沉淀物； 53、 將沉淀物放入烘箱中，在80-90°C下干燥5-8小時，然后置于馬弗爐中，在550-580°C 下高溫煅燒1-2小時； 54、 將煅燒后的沉淀物研磨成粒徑為100-11Ομπι的粉末； 55、 將含錳60%的高碳錳鐵合金、氧化鈰、氫氧化鋇研磨成粒徑為50-60μπι的粉末，與步 驟S4的粉末混勻，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種環(huán)保脫硝催化劑及其制備方法，所述環(huán)保脫硝催化劑包括以下重量份的原料：硝酸鐵1-5份、硝酸鈣1-5份、硫酸鐵3-5份、硫酸亞鐵2-5份、氨水5-10份、尿素15-20份、含錳60％的高碳錳鐵合金0.1-0.5份、氧化鈰0.2-0.3份、氫氧化鋇0.2-0.3份。所述環(huán)保脫硝催化劑是通過攪拌、過濾、干燥、煅燒、粉碎、混勻等步驟制得的。本發(fā)明的環(huán)保脫硝催化劑能在使用過程中很好的保持活性，能抑制損壞煙道的NH4HSO4生成；所述制備方法簡單，具有很好的市場前景。
【IPC分類】B01J23/889, B01D53/56, B01D53/86
【公開號】CN105478135
【申請?zhí)枴緾N201510880555
【發(fā)明人】崔素清, 梁杰鋒, 張亮, 吳巧麗
【申請人】廣西闊能霸能源科技開發(fā)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月3日