一种烟气脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种烟气脱硝催化剂及其制备方法。其制备方法是将提钒尾渣进行酸消解碱沉淀处理，过滤后煅烧，将煅烧后的尾渣与粘结剂混合得到混合料，将混合料进行挤压成型，然后进行干燥破碎，得到催化剂。本发明专利技术提供的烟气脱硝催化剂的制备方法，将提钒尾渣进行酸消解碱沉淀，能够在较少的处理工艺下达到工业催化剂的要求，制备的脱硝催化剂，大幅度提高了脱硝效率，对烟气脱硝效率能够达到95％，能够起到替代一部分钒钛系脱硝催化剂的作用，降低烟气处理成本，既处理了堆积的工业固废，又能够降低工业烟气处理的处理成本，大大提高了企业的生产效益。的生产效益。的生产效益。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱硝催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种烟气脱硝催化剂及其制备方法，属于催化剂制备


技术介绍

[0002]提钒尾渣是经钙化或者钠化焙烧、浸出提钒后取得的残渣，为黑色粉状物。一方面，提钒过程会造成铬离子、钒离子等非水溶性离子残存在尾渣中，对环境安全留下了一些隐患；并且废渣中碱金属含量高，不利于实现尾渣的综合性利用。另一方面，我国钢铁行业每年产生提钒尾渣近100万，导致尾渣中大量的金属资源得不到利用从而被浪费，很大程度上造成了资源浪费、环境污染。
[0003]提钒尾渣成分有Fe2O3、V2O5、Cr2O3和MnO2等多种过渡金属氧化物都已被证明具有一定的脱硝催化活性。在这一方面，攀钢研究院使用提钒尾渣制备脱硝催化剂，能够达到55％的效率。
[0004]但使用的催化剂主要是钒钛系，其制作成本较高。在现有的提钒尾渣制备催化剂的研究中，脱硝效率普遍偏低，不能作为催化剂运用到实际生产中，造成资源的浪费，固体废弃物也不能很好处理，造成二次污染。本专利技术通过酸消解碱沉淀的方法处理后，大幅度提高了脱硝效率，能够起到替代一部分钒钛系脱硝催化剂的作用。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]为了解决现有技术的脱硝效率普遍偏低，制作成本高的问题，本专利技术提供一种烟气脱硝催化剂及其制备方法。
[0007](二)技术方案
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0009]一种烟气脱硝催化剂的制备方法，其包括如下步骤：将提钒尾渣进行酸消解碱沉淀处理，过滤后煅烧，将煅烧后的尾渣与粘结剂混合得到混合料，将混合料进行挤压成型，然后进行干燥破碎，得到催化剂。
[0010]如上所述的制备方法，优选地，所述提钒尾渣为钙法尾渣或钠法尾渣，提钒尾渣的主要成分包括Fe2O3、TiO2、MnO2、Cr2O3、V2O5、CaO和钠盐。
[0011]如上所述的制备方法，优选地，所述提钒尾渣的粒径为0.01～0.15mm，更有选为0.075～0.038mm，最优选为0.03～0.01mm。
[0012]经大量实验研究发现，在酸消化碱沉淀过程中，优选提钒尾渣的粒径为0.01～0.15mm，能够使提钒尾渣的结构进一步破坏，产生更多孔隙，暴露更多的催化活性位点，从而提高提钒尾渣的脱硝效率。
[0013]如上所述的制备方法，优选地，所述酸消解碱沉淀处理为将提钒尾渣加入酸溶液进行酸消解，之后加入碱溶液进行碱沉淀反应。
[0014]如上所述的制备方法，优选地，所述酸溶液为硝酸、硫酸或盐酸，其质量分数为4～
20％，酸消解的静置时间为10～12h；所述碱溶液为质量分数为20～28％的氨水，碱沉淀的pH值为6～10时，停止加入碱溶液，搅拌进行老化，所述老化时间为0.5～1.5h，老化的温度为50℃～80℃。
[0015]进一步优选地，所述酸溶液为硝酸、盐酸，其质量分数为8～20％；最优选所述酸溶液为硝酸，其质量分数为12％。所述碱溶液为质量分数为25％的氨水，碱沉淀的pH值为7～10时，停止加入碱溶液，搅拌进行老化，所述老化时间为1h，老化的温度为60℃。
[0016]如上所述的制备方法，优选地，所述煅烧的条件为空气气氛，升温速率为10℃/min，温度为500℃，煅烧时间为2h。
[0017]如上所述的制备方法，优选地，所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量分数为3％～5％，所述粘结剂在混合料中的含量为0.01～1％。
[0018]进一步地，粘结剂在混合料中的含量优选选为0.2～0.8％。
[0019]如上所述的制备方法，优选地，挤压成型的设备为粉末压片机，挤压成型的挤压强度为4～8MPa，所述挤压成型后的干燥温度为105℃。
[0020]进一步挤压成型的挤压强度优选为6MPa。
[0021]一种烟气脱硝催化剂，如上所述的制备方法获得的烟气脱硝催化剂。
[0022](三)有益效果
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术提供的烟气脱硝催化剂的制备方法，将提钒尾渣进行酸消解碱沉淀，能够在较少的处理工艺下达到工业催化剂的要求，制备的脱硝催化剂，大幅度提高了脱硝效率，能够起到替代一部分钒钛系脱硝催化剂的作用，降低烟气处理成本，对烟气脱硝效率能够达到95％，既处理了堆积的工业固废，又能够降低工业烟气处理的处理成本，大大提高了企业的生产效益。
[0025]本专利技术提供的制备方法，将提钒尾渣经酸消解碱沉淀，能够重构尾渣矿相结构，提高比表面积及催化活性，进而提高提钒尾渣的脱硝效率，为提钒尾渣的利用提供了一条有利途径。使用的原材料提钒尾渣具有来源广泛、制作成本低廉的优势，在治理工业烟气的同时，实现了废渣资源的高效利用。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例中检测提钒尾渣脱硝效率流程示意图。
具体实施方式
[0027]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本专利技术下面实施例中所用的钠法提钒尾渣来自于承德纳法尾渣，对照组为西昌钙法尾渣，攀钢钙法尾渣。主要成分包括Fe2O3、TiO2、MnO2、Cr2O3、V2O5、CaO和钠盐，具体成分见表1。
[0028]表1提钒尾渣的化学成分(％)
[0029][0030]实施例1
[0031]将未经研磨的纳法提钒尾渣30g，加入质量分数为4％的硝酸溶液300ml；水浴60℃磁力搅拌两小时，并静置12h；然后加入25％的氨水，直至pH＝8时，停止加入氨水，并水浴60℃搅拌老化1h。将所得液体抽滤，抽滤得到的滤饼在105℃干燥，然后将所得到的尾渣在升温速率为10℃/min，到500℃空气气氛下煅烧2h，冷却条件为自然炉冷。将煅烧后得到的尾渣20g，加入4ml质量分数为4％粘结剂即聚乙烯醇水溶液混合，得到混合料。将所得混合料通过粉末压片机挤压成型，挤压过程的成型强度为6MPa；将所压片得到的催化剂试样在105℃干燥，然后经过破碎过筛得到40
‑
60目的催化剂试样。
[0032]对本专利技术实施例1制备得到的催化剂的脱硝效率进行检测，检测方法为：在固定床石英管式反应器上模拟烟气进行脱硝实验，石英管反应器内径为6mm。反应物气体组成：500ppm的NO、500ppm的NH3、5％的O2、以及平衡气体N2，总流量为1000mL/min。催化剂用量为4ml，空间体积流速(GHSV)为50000h
‑1。气体流量由质量流量控制器控制(七星华创D08，北京)，并通过在线煤气分析仪持续监测NO的浓度。催化活性测试在100
‑
500℃的温度范围内进行，通过按温度编程的控制器来调节温度。其检测流程图见图1所示，图中1—N2气瓶；2—O2气瓶；3—NO气瓶；5—减压阀；6—质量流量计；7—混气罐；8—石英管；9—热电偶；10—电炉；11—电炉温度控制器；12—蝶形过滤阀；13—本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，其包括步骤：将提钒尾渣进行酸消解碱沉淀处理，过滤后煅烧，将煅烧后的尾渣与粘结剂混合得到混合料，将混合料进行挤压成型，然后进行干燥破碎，得到催化剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述提钒尾渣为钙法尾渣或钠法尾渣，提钒尾渣的主要成分包括Fe2O3、TiO2、MnO2、Cr2O3、V2O5、CaO和钠盐；所述提钒尾渣的粒径为0.01～0.15mm。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸消解碱沉淀处理为将提钒尾渣加入酸溶液进行酸消解，之后加入碱溶液进行碱沉淀反应。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为硝酸、硫酸或盐酸，其质量分数为4～20％，酸消解的静置时间为10～12h；提钒尾渣与酸溶液按1：10其单位为g：ml进行；所述碱溶液为质量分数为20～28％的氨水，碱沉淀的pH值为6～10时，停止加入碱溶液，搅拌进行老化，所述老化时间为0.5～1.5h，老化的温度为50℃～80℃。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，邹志雪，杨广东，温婧，李林，陈泊键，赵涛，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：