[发明专利]一种低温SCR催化剂在烧结烟气中脱除NOx的方法在审

专利信息
申请号: 201510924394.4 申请日: 2015-12-14
公开(公告)号: CN105561781A 公开(公告)日: 2016-05-11
发明(设计)人: 任山;赵齐;刘清才;姚璐;孔明;孟飞;李琳;杨剑;蒋历俊;郭富强 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: B01D53/90 分类号: B01D53/90;B01D53/56;B01J23/22
代理公司: 重庆大学专利中心 50201 代理人: 王翔
地址: 400044 *** 国省代码: 重庆;85
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摘要:
搜索关键词: 一种 低温 scr 催化剂 烧结 烟气 脱除 nox 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及大气环境保护领域中的冶金工业烟气处理范畴,具体是一种低温SCR催化剂在烧结烟气中脱除NOx的方法。

背景技术

冶金行业排放的废气中不仅含有硫氧化物、二噁英等物质,还含有大量的氮氧化物(NOx),它会引起酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等环境问题,是一种公认的大气污染物。在我国,钢铁冶金企业每年排放的NOx总量约为100万吨(其中48%来自烧结厂)。而我国大部分钢铁冶金企业的烧结厂至今尚未采取有效的NOx治理措施。因此,烧结烟气脱硝是钢铁企业环境治理的重中之重。

烧结烟气中氮氧化物脱除所采用的炭基材料吸附法,是最具前景的方法之一。其中使用较多的炭材料有活性碳、活性焦、活性半焦等。活性炭和活性焦具有大的比表面积、良好的孔结构,同时有负载性能和还原性能,所以既可以作为催化体系的载体,又可作为还原剂参与反应。但活性炭/焦强度低,在吸附、再生、往返使用中损耗大,且价格昂贵。活性半焦作为固相催化剂,吸附效果明显,但其脱硝稳定性较差,再生次数少。

现有技术中将活性炭和活性焦引入催化体系,既发挥了金属元素催化还原NOx的作用,同时又表现出很好的脱硫能力。但其原料本身强度较低,循环应用过程中损耗大,且活性焦需专门制备,容易造成二次污染,成本较高。

还有一些现有技术,脱硝剂采用纳米粒子与活性半焦复合而成,所采用的纳米粒子为CeO2、MnO2或Fe2O3中的一种或多种。纳米粒子的加入增强了催化剂对二氧化硫和一氧化氮的催化作用,提高了脱硝剂脱硫脱硝效果。但其纳米粒子不能循环使用,且制备困难,成本昂贵,再生后活性半焦催化剂的脱硝率下降明显。据相关学者测定,活性半焦水洗再生后,其NO脱除率仅恢复到新鲜催化剂的45.9%,说明活性半焦脱硝稳定性差。

综上所述,目前使用的烧结烟气脱硝催化剂,有的成本偏高,有的稳定性差,可循环次数少,都难以在烧结烟气脱硝中大规模推广。因此制备一种经济实用、效果稳定的脱硝催化剂是非常迫切和必要的。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中,烧结烟气脱硝催化剂成本偏高、稳定性差、可循环次数少并且难以在烧结烟气脱硝中大规模推广等问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种低温SCR催化剂在烧结烟气中脱除NOx的方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)将焦化厂生产冶金焦过程中的焦炭次品,破碎筛分后得到粒径为3~5mm的冶金焦丁;

2)用清水将步骤1)中得到的冶金焦丁进行清洗,沥干,将沥干的冶金焦丁放入干燥箱中进行恒温干燥,温度为120℃,时间为2h;

3)将步骤2)中得到的干燥后的冶金焦丁置于电阻炉中,进行高温加热,加热温度为800℃,加热时间为6h,加热过程中通入氮气和水蒸气的混合气;

4)将草酸和偏钒酸铵按1:2的质量比配置成溶液A和溶液B,若将溶液A加热至800℃,溶液A中的偏钒酸铵完全分解为V2O5,所述V2O5的浓度为6%;若将溶液B加热至800℃,溶液B中的偏钒酸铵完全分解为V2O5,所述V2O5的浓度为10%;

将焦丁置于溶液A中加热至800℃,焦丁置于溶液A中浸渍16h;所述焦丁与溶液A的质量比为1︰20;

将经过浸渍的焦丁置于溶液B中浸渍16h后,得到冶金焦丁基低温SCR脱硝催化剂;所述浸渍过程处于干燥阴凉处;所述焦丁与溶液B的质量比为1︰20;

5)将步骤4)中得到的冶金焦丁基低温SCR脱硝催化剂,放入鼓风干燥箱中在100℃条件下干燥3h,将干燥后的催化剂置于电阻炉中进行煅烧,煅烧温度为600℃,煅烧时间为2h,所述煅烧过程处于氮气气氛中。

值得说明的是,所述步骤4)选用草酸和偏钒酸铵1:2配比成溶液。

负载偏钒酸铵的冶金焦丁在通入混合气的加热过程中的过程中,偏钒酸铵分解为V2O5从而得到负载V2O5的冶金焦丁催化剂。分解温度约为420℃,加热温度800℃可以充分保证分解完成。所述反应方程式如下所示。

本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明具有以下优点:

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