一種低溫同步脫硫脫硝催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種低溫同步脫硫脫硝催化劑的制備方法，屬于催化劑制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭、石油等化石燃料的大量消耗，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，所帶來的大氣污染問題也日益嚴(yán)重。且燃煤煙氣所含有的S0jPN0x的排放是形成酸雨和酸霧的主要原因，對(duì)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極大的危害，SOjP NO x的大量排放，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境和人類身體健康。
[0003]目前工業(yè)上采用的煙氣脫硫(F⑶)和選擇性催化還原(SCR)技術(shù)多為兩個(gè)獨(dú)立的工藝過程。其中，燃煤煙氣脫硫(FGD)是目前控制放常用的途徑，主要有濕法和干法兩種，其中濕法脫硫工藝較為成熟(如石灰石一石膏法)，但存在設(shè)備龐大、占地面積廣、耗水量大、生產(chǎn)的副產(chǎn)物易造成二次污染及脫硫后的煙氣需再加熱方可排放等缺點(diǎn)，使其應(yīng)用范圍受到限制。干法脫硫因其具有工藝簡(jiǎn)單、耗水量少而且易于將硫資源化和脫硫后煙氣可自行排放等優(yōu)點(diǎn)而具有很好的發(fā)展前景。在燃煤煙氣脫NOx領(lǐng)域，選擇性催化還原(SCR)技術(shù)應(yīng)用最廣，如工業(yè)V/Ti02催化劑，但現(xiàn)有的催化劑必須操作在350°C以上，以避免由于煙氣中的302與還原劑NH 3反應(yīng)生成硫酸銨鹽阻塞孔道而導(dǎo)致催化劑失活。
[0004]“雙脫”技術(shù)是同時(shí)具有脫硫和脫硝的雙重功能的技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用的化學(xué)脫硝工藝為:以氨、尿素為還原劑的催化還原法；此外還有以活性炭或分子篩為吸附劑的吸附法；以水、酸、堿和熔鹽為吸收劑的吸收法；以及氧化吸收法、吸收還原法、絡(luò)合吸收法等。
[0005]煤在燃燒過程中產(chǎn)生S02的同時(shí)，也產(chǎn)生NOx，由于它們各自產(chǎn)生的機(jī)理不同，所采用的凈化技術(shù)和消耗的費(fèi)用也不同，往往將兩者分開處理，從而使得操作比較復(fù)雜，運(yùn)營(yíng)成本比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對(duì)目前工廠廢氣處理過程中，脫硫脫硝由于各種產(chǎn)生的機(jī)理不同，所以都是分開進(jìn)行，暫且沒有一種方法能夠達(dá)到同時(shí)脫除硫和硝的目的，使得操作過程復(fù)雜、成本高、去除率低的問題，提供了一種低溫同步脫硫脫硝催化劑的制備方法。該方法以半焦為原料保溫煅燒進(jìn)行活化，之后配制硝酸鹽溶液，通過滴加碳酸銨，將活化后的半焦浸漬超聲處理之后煅燒得到催化劑前驅(qū)體，再將前驅(qū)體配以適量粉煤灰、氧化鈣，以蛋清等作交聯(lián)劑，混合均勻后造粒，高溫煅燒后即得一種低溫同步脫硫脫硝催化劑。不僅降低了成本，簡(jiǎn)化了操作步驟，而且可以在同時(shí)脫硫脫硝，使得硫、硝的去除率得到了顯著提高。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)稱取50?100g半焦放入500mL坩禍中，再稱取20?30g氫氧化鉀與半焦混合均勻，移入管式爐中，以5°C /min的速率升溫至800°C，保溫煅燒2?3h，對(duì)其進(jìn)行活化處理，之后用去離子水沖洗其表面，用真空干燥器進(jìn)行干燥，備用；
(2)分別稱取10?15g硝酸鈰和8?13g硝酸鎳放入兩個(gè)500mL燒杯中，向兩個(gè)燒杯中各加入蒸餾水定容至500mL，再分別取上述制備得到的20mL硝酸鈰溶液和40mL硝酸鎳溶液倒入100mL容量瓶中，靜置12?18h得硝酸鹽混合液；
(3)將上述混合液移入恒溫水浴鍋中，加熱升溫至60?70°C，放置在磁力攪拌機(jī)上以700?800r/min的轉(zhuǎn)速快速攪拌，并在攪拌狀態(tài)下緩慢滴加濃度為0.5mol/L的碳酸銨溶液，直至溶液pH達(dá)到7?8 ;
(4)將經(jīng)活化處理后的半焦放入硝酸鹽混合液中，放入超聲振蕩儀，超聲振蕩5?10h，超聲頻率為25?35kHz，超聲功率為100?200W，超聲處理完后再將其移入水浴鍋中，升溫至30?40°C水浴陳化24?36h ；
(5)把上述陳化后的混合液倒入布氏漏斗中，用無水乙醇對(duì)其進(jìn)行洗滌抽濾，得到浸漬后的半焦，將其放入烘箱中，以105?110°C的高溫對(duì)其進(jìn)行干燥，之后放入馬弗爐，在450?550°C下高溫煅燒2?3h，得到催化劑前驅(qū)體；
(6)將14?16g上述制備得到的催化劑前驅(qū)體和4?6g粉煤灰以及2?4g氧化鈣倒入研缽中，研磨成粉末，之后將粉末移入250mL燒杯中，備用；
(7)取2?3個(gè)雞蛋洗凈后，在蛋殼一端鑿出小洞，將雞蛋清緩慢流入250mL燒杯中，加入10?20mL桃膠和5?10g淀粉，用攪拌棒攪拌均勻形成粘稠液，之后將粘稠液倒入上述研磨好的粉末中，繼續(xù)攪拌均勻形成泥狀混合物；
(8)將泥狀混合物倒入造粒機(jī)中進(jìn)行擠壓造粒，得到的催化劑顆粒，再將顆粒移入烘箱中，在80?90°C下烘干，再將烘干后的顆粒物放入馬弗爐，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下先以6°C /min的速率程序升溫至300°C，保溫10?20min，再以5°C /min的速率程序升溫至500°C，保溫煅燒2?3h，冷卻至室溫后即得一種低溫同步脫硫脫硝催化劑。
[0008]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:取10?12g本發(fā)明制得的蜂窩狀低溫脫硫脫硝催化劑均勻鋪設(shè)在工廠廢棄煙氣排放裝置中，在待處理廢氣通過煙氣排放裝置時(shí)，經(jīng)催化劑的作用，含60?65%的二氧化硫廢氣和含70?75%的一氧化氮的廢氣經(jīng)催化反應(yīng)降解為氮?dú)夂退懦?，本發(fā)明制得的催化劑在100?120°C時(shí)脫硫脫硝效率超過90%，比普通石灰石脫硫脫硝催化劑脫硫脫硝效率提高了 25%以上。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(1)該方法可在同一反應(yīng)器中達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的目的，適合工業(yè)鍋爐煙氣排煙溫度100?120°C下使用，能夠與現(xiàn)有的工業(yè)鍋爐匹配；
(2)不僅降低了生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化了操作工藝，而且使得硫、硝的去除率得到了顯著提高，達(dá)到85%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0010]首先稱取50?100g半焦放入500mL坩禍中，再稱取20?30g氫氧化鉀與半焦混合均勻，移入管式爐中，以5°C /min的速率升溫至800°C，保溫煅燒2?3h，對(duì)其進(jìn)行活化處理，之后用去離子水沖洗其表面，用真空干燥器進(jìn)行干燥，備用；
然后分別稱取10?15g硝酸鈰和8?13g硝酸鎳放入兩個(gè)500mL燒杯中，向兩個(gè)燒杯中各加入蒸餾水定容至500mL，再分別取上述制備得到的20mL硝酸鈰溶液和40mL硝酸鎳溶液倒入lOOmL容量瓶中，靜置12?18h得硝酸鹽混合液；隨后將上述混合液移入恒溫水浴鍋中，加熱升溫至60?70°C，放置在磁力攪拌機(jī)上以700?800r/min的轉(zhuǎn)速快速攪拌，并在攪拌狀態(tài)下緩慢滴加濃度為0.5mol/L的碳酸銨溶液，直至溶液pH達(dá)到7?8 ;之后將經(jīng)活化處理后的半焦放入硝酸鹽混合液中，放入超聲振蕩儀，超聲振蕩5?10h，超聲頻率為25?35kHz，超聲功率為100?200W，超聲處理完后再將其移入水浴鍋中，升溫至30?40°C水浴陳化24?36h ;再把上述陳化后的混合液倒入布氏漏斗中，用無水乙醇對(duì)其進(jìn)行洗滌抽濾，得到浸漬后的半焦，將其放入烘箱中，以105?110°C的高溫對(duì)其進(jìn)行干燥，之后放入馬弗爐，在450?550°C下高溫煅燒2?3h，得到催化劑前驅(qū)體；接下來將14?16g上述制備得到的催化劑前驅(qū)體和4?6g粉煤灰以及2?4g氧化鈣倒入研缽中，研磨成粉末，之后將粉末移入250mL燒杯中，備用；取2?3個(gè)雞蛋洗凈后，在蛋殼一端鑿出小洞，將雞蛋清緩慢流入250mL燒杯中，加入10?20mL桃膠和5?10g淀粉，用攪拌棒攪拌均勻形成粘稠液，之后將粘稠液倒入上述研磨好的粉末中，繼續(xù)攪拌均勻形成泥狀混合物；最后將泥狀混合物倒入造粒機(jī)中進(jìn)行擠壓造粒，得到的催化劑顆粒，再將顆粒移入烘箱中，在80?90°C下烘干，再將烘干后的顆粒物放入馬弗爐，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下先以6°C /min的速率程序升溫至300°C，保溫10?20min，再以5°C /min的速率程序升溫至500°C，保溫煅燒2?3h，冷卻至室溫后即得一種低溫同步脫硫脫硝催化劑。
[0011]實(shí)例1
首先稱取50g半焦放入500mL坩禍中，再稱取20g氫氧化鉀與半焦混合均勻，移入管式爐中，以5°C /min的速率升溫至800°C，保溫煅燒2h，對(duì)其進(jìn)行活化處理，之后用去離子水沖洗其表面，用真空干燥器進(jìn)行干燥，備用；然后分別稱取10g硝酸鈰和8g硝酸鎳放入兩個(gè)500mL燒杯中，向兩個(gè)燒杯中各加入蒸饋水定容至500mL，再分別取上述制備得到的20mL硝酸鈰溶液和40mL硝酸鎳溶液倒入100mL容量瓶中，靜置12h得硝酸鹽混合液；隨后將上述混合液移入恒溫水浴鍋中，加熱升溫至60°C，放置在磁力攪拌機(jī)上以700r/min的轉(zhuǎn)速快速攪拌，并在攪拌狀態(tài)下緩慢滴加濃度為0.5mol/L的碳酸銨溶液，直至溶液pH達(dá)到7 ;之后將經(jīng)活化處理后的半焦放入硝酸鹽混合液中，放入超聲振蕩儀，超聲振蕩5h，超聲頻率為25kHz，超聲功率為100W，超聲處理完后再將其移入水浴鍋中，升溫至30°C水浴陳化24h ;再把上述陳化后的混合液倒入布氏漏斗中，用無水乙醇對(duì)其進(jìn)行洗滌抽濾，得到浸漬后的半焦，將其放入烘箱中，以105°C的高溫對(duì)其進(jìn)行干燥，之后放入馬弗爐，在450°C下高溫煅燒2h，得到催化劑前驅(qū)體；接下來將14g上述制備得到的催化