[发明专利]制备脱硝催化剂的方法及由该方法制备的脱硝催化剂在脱硝中的应用

说明书

技术领域

本发明属于脱硝催化剂制备技术领域，具体涉及一种制备脱硝催化剂的方法及由该方法制备的脱硝催化剂在脱硝中的应用。

背景技术

在水环境保护领域，我国造纸黑液污染十分严重，占整个造纸行业污染负荷的90%以上。因此，解决黑液问题是造纸厂环境处理问题的关键。黑液中的木质素是造成黑液污染的主要成分。国内外治理、利用黑液的方法主要有：碱回收法、酸析法、絮凝法、膜分离法、生物法等。虽然这些方法均以分离木质素为主要目的，但目前大多数造纸企业因资金和技术限制，只通过简单加酸提取黑液中的木质素。由于黑液木质素缺乏市场，只好被填埋或者燃烧掉，不仅造成环境污染，也浪费了宝贵的木质素资源，如果将黑液木质素作为一种资源合理利用，不仅可以减少污染，还可以创造出可观的经济价值。

早在19世纪80年代就有黑液木质素资源化的报道。目前，国内外的木质素衍生物也越来越多，应用也更加广泛，如水煤浆添加剂、脱硫剂、阳离子絮凝剂、阻垢剂、酚醛树脂胶粘剂、纸浆添加剂、农药缓释剂、肥料、矿石浮选剂、水泥增塑剂、油田化学品、印染工业的分散剂及染料助剂等，而关于由通过酸析法从草浆造纸黑液中回收的木质素制备出具有不同功能的活性炭的报道近年来也不断出现。但目前由黑液木质素制备的活性炭多应用于污水处理中的重金属、甲醛、油气、色度等物质的常规吸附或者氢气的储存，而用于制备选择性催化还原（SCR）法脱硝催化剂的应用尚未见报道。

我国造纸厂、火电厂、硝酸厂、化工制药厂等众多企业都是NO_X的固定污染源，NO_X工业源因浓度大、潜在危险高而受到越来越多的关注。环保部“十二五”期间将NO_X也纳入总量控制，制定了具体的减排标准。目前，烟气脱硝方法主要有催化法和非催化法，应用较广泛的是催化法，主要有三效催化剂法、催化分解法和选择性催化还原（SCR）法。其中，SCR技术烟气处理量大、脱硝效率高、技术成熟，已经成为主要烟气脱硝技术之一。目前，国内外常用的商用SCR法脱硝催化剂是V₂O₅/TiO₂，具有脱硝效率高、稳定性好等优点，同时加入助剂WO₃提高其热稳定性，但制备条件严格，成本高，毒性强，容易造成设备与管道的堵塞。此外，目前国内外以Al₂O₃、TiO₂、活性炭、分子筛等为载体制备的SCR法脱硝催化剂大部分需要NH₃、CO等气体作为还原剂，造价昂贵，易造成二次污染，存储及操作困难，安全隐患大。

CN102513095A以椰壳活性炭、果壳活性炭、煤质活性炭、木质活性炭、活性炭纤维或碳纳米管为载体，铈的氧化物为活性物质，WO₃为助催化剂制备催化剂，脱硝活性较好，但该方法中添加NH₃作为还原气体。CN102078753A以蜂窝状活性炭为载体，氧化锰与氧化铈混合物为活性物质制备脱硝催化剂，NO转化率较高，但仍以NH₃作为还原剂，成本高，操作与工艺复杂。CN102527369A只以河南巩义市科源净水材料厂的活性炭负载稀土金属氧化铈与氧化镧制备脱硝催化剂，工艺简单，无需添加还原气体，脱硝率95%以上。宇娜娜（宇娜娜.稀土氧化物用于催化还原脱除NO_X的实验研究。大连理工大学硕士毕业论文，2012.）分别用椰壳活性炭与煤质活性炭负载氧化铈制备SCR法脱硝催化剂，发现不添加还原性气体时，煤质活性炭制备的催化剂反应12h内脱硝率达99%以上，而椰壳活性炭制备的催化剂脱硝率降低明显，13h后降至65%。由此可见，以活性炭制备的脱硝催化剂的脱硝活性与活性炭种类有关。

如果利用黑液木质素基活性炭制备SCR法脱硝催化剂，不仅可以解决造纸企业内部的NO_X污染并可推广应用到其他工业的NO_X污染控制中，还可以提高黑液木质素资源化的利用价值，将污染环境的废弃物转化为工业需求量巨大的产品，实现以废治废，从而实现更高的经济、环保、社会效益。但目前对此工艺条件与应用效果尚无报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将污染环境的黑液木质素转化成工业需求量巨大的SCR法脱硝催化剂的方法及由该方法制备的脱硝催化剂在脱硝中的应用，实现以废治废。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供一种制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，该方法以造纸黑液木质素与硝酸铈为主要原料，具体包括以下步骤：