本申请涉及脱硫除氮技术领域，具体公开了一种高炉煤气脱硫除氮剂及其制备方法；一种高炉煤气脱硫除氮剂，包括载体和活性组分，所述载体和活性组分的质量比为100：（10‑15），所述载体为煤质活性炭，所述活性组分包括以下重量份的原料：锰盐3‑8份，铁盐1‑5份，钾盐1‑4份，铜盐1‑4份，铈盐0.5‑1.5份。在各个组分的协同作用下，促使催化剂具有较好的脱硫除氮效果和催化效率，同时还保持催化剂较好的结构强度。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及脱硫除氮，更具体地说，它涉及一种高炉煤气脱硫除氮剂及其制备方法。
技术介绍
1、高炉煤气是钢铁治炼过程中产生的重要副产品，具有高热值、低成本等特点，被广泛应用于发电、化工等领域。然而，高炉煤气中含有大量的硫和氮的化合物，这些化合物在燃烧过程对环境造成严重的污染。目前，以氨为还原剂的选择性催化还原(scr)技术，由于具有较高的氮氧化物的脱除率，得到广泛的应用，应用最为广泛的脱硫剂为氧化锌和氧化铁。
2、但是，在实际使用中由于高温scr技术中催化剂价格昂贵、且催化剂的使用寿命较短，因此高温scr技术的应用得到了限制。脱硫剂氧化铁容易发生碳化而失活，氧化锌容易还原成锌单质而造成损失，因此，现有的催化剂无法满足高炉煤气的净化处理要求。
技术实现思路
1、为了改善传统催化剂对高炉煤气中硫、氮化合物的脱除效果的不足，本申请提供一种高炉煤气脱硫除氮剂及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种高炉煤气脱硫除氮剂，采用如下的技术方案：
3、一种高炉煤气脱硫除氮剂，包括载体和活性组分，所述载体和活性组分的质量比为100：(10-15)，所述载体为煤质活性炭，所述活性组分包括以下重量份的原料：锰盐3-8份，铁盐1-5份，钾盐1-4份，铜盐1-4份，铈盐0.5-1.5份。
4、通过采用上述技术方案，利用锰盐、铁盐较好的氧化性，能够参与氧化h2s等硫化物或者部分no氮化物的反应，有助于脱硫脱氮，锰盐能够提高脱硫除氮催化剂的稳定剂和吸附容量。
5、钾盐能够加速活性组分的催化反应效率，稳定催化剂的结构，同时增强气体分子的扩散。铜盐具有良好的选择性催化还原作用，能够促进氮氧化物的还原，提高催化剂的脱氮效率。铈盐同时兼具独特的氧化性和还原性，能够在脱硫除氮过程中提高脱氮效率，铈盐的还原性能够与铁盐相互作用，减少氧化铁发生碳化的现象。
6、优选的，所述煤质活性炭包括以下重量份的原料：原料煤70-90份，活性炭粉15-30份，粘结剂5-10份。
7、通过采用上述技术方案，原料煤能够为煤质活性炭载体提供碳骨架，利用孔隙结构提高载体的吸附能力。活性炭粉能够增强载体的表面积，提高载体的吸附位点，活性炭粉、原料煤在粘结剂的粘合作用下，具有较高的结构稳定性和活性位点，提高载体的吸附性能。
8、优选的，所述原料煤为粉磨后的不粘煤和长焰煤，所述原料煤的粒度为300-600目。
9、通过采用上述技术方案，不粘煤具有较低的挥发分和较均匀的孔隙分布，有利于大分子的吸附，能够提供更稳定的吸附结构，提高催化剂脱硫除氮性能的持久性。长焰煤具有较高的挥发分，在活化过程中能够产生更多的微孔，有利于小分子的吸附，增强对硫化物和氮化合物的吸附能力。
10、优选的，所述粘结剂为酚醛树脂、羧甲基纤维素和聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。
11、通过采用上述技术方案，酚醛树脂、羧甲基纤维素和聚乙烯醇缩丁醛作为粘接剂，能够促进煤质活性炭载体的成型以及结构的稳定性，提高活性炭载体的堆密度，增大煤质活性炭载体对硫氮化物的体积吸附量。酚醛树脂做粘结剂能够增强煤质活性炭载体的结构强度和耐磨损性能，同时促使活性炭载体具有更好的高温稳定性，有利于延长煤质活性炭载体在高温下的吸附稳定性。羧甲基纤维素有助于调节煤质活性炭载体的孔隙分布，提高活性炭的吸附均匀性。聚乙烯醇缩丁醛具有良好的粘合性能，能够促使活性炭颗粒之间紧密连接，减少流失，同时聚乙烯醇缩丁醛还能够增强活性炭的耐化学腐蚀性能，有利于增强煤质活性炭载体脱硫除氮的持久性。
12、优选的，所述酚醛树脂为木质素基酚醛树脂。
13、通过采用上述技术方案，木质素基酚醛树脂能够在酸碱环境中具有较好的稳定性，促使制备的煤质活性炭载体在吸附过程中能够保持较好的结构完整性，提高催化剂的脱硫除氮的持久性。在酚醛树脂中引入木质素结构，添加到煤质活性炭载体中，增强载体中微孔和中孔的分布，提高气体分子扩散和吸附性能。
14、优选的，所述酚醛树脂预先经过尿素和羧甲基壳聚糖改性。
15、通过采用上述技术方案，使用尿素对酚醛树脂进行改性，能够降低酚醛树脂中游离的苯酚和甲醛含量，提高酚醛树脂的热固化性能。羧甲基壳聚糖对酚醛树脂改性，能够增加活性炭载体体系中颗粒的粘结力，减少颗粒的脱落或破碎，经过活性炭载体活化后增加活性炭载体的多孔结构，提高活性炭载体的负载效率，进而增强催化剂的脱硫除氮效果。
16、优选的，所述活性炭粉经过硝酸进行改性。
17、通过采用上述技术方案，活性炭粉经过硝酸进行改性，能够增加活性炭粉的表面含氧官能团，增加活性炭粉的比表面积和表面官能团数量，增强活性炭粉的吸附能力，提高煤质活性炭载体对硫氮化合物的吸附效果。
18、第二方面，本申请提供一种高炉煤气脱硫除氮剂的制备方法，采用如下的技术方案：
19、一种高炉煤气脱硫除氮剂的制备方法，包括以下具体步骤：
20、将锰盐、铁盐、钾盐、铜盐、铈盐与水混合，形成活性组分溶液，将煤质活性炭浸入活性组分溶液中浸渍，然后在100-120℃下干燥，在氮气的保护下，在600-750℃下煅烧，制得高炉煤气脱硫除氮剂。
21、通过采用上述技术方案，通过各个组分的协同作用，促使催化剂具有较好的吸附效果和结构稳定性，具有较好的脱硫除氮效率。
22、优选的，所述煤质活性炭的制备方法，包括以下具体步骤：
23、预先将活性炭粉与硝酸混合，搅拌均匀后过滤，然后洗涤干燥，制得改性活性炭粉；
24、将原料煤、改性活性炭粉混合，然后加入粘结剂搅拌捏合，得到活性炭混合料，将活性炭混合料进行挤压成型、干燥后得到活性炭前驱体，然后将活性炭前驱体依次进行高温炭化、活化，制得煤质活性炭。
25、优选的，所述酚醛树脂的改性方法，包括以下具体步骤：
26、所述酚醛树脂的改性方法，包括以下具体步骤：
27、将木质素、氢氧化钠和水混合，形成碱性混合料，然后将苯酚、尿素、羧甲基壳聚糖、甲醛加入到碱性混合料中，水浴加热，搅拌均匀，保温反应，制得改性酚醛树脂；
28、将原料煤、改性活性炭粉混合，然后加入改性酚醛树脂搅拌捏合，得到活性炭混合料，将活性炭混合料进行挤压成型、干燥后得到活性炭前驱体，然后将活性炭前驱体依次进行高温炭化、活化，制得煤质活性炭。
29、综上所述，本申请具有以下有益效果：
30、1、由于本申请采用锰盐、铁盐、钾盐、铜盐、铈盐复配作为催化剂的活性组分，能够利用不同金属盐的特性，加快活性组分的催化反应效率，提高了催化剂脱硫除氮效率，同时还保持催化剂具有较好的结构稳定性。
31、2、本申请中的不粘煤和长焰煤作为原料煤与粘结剂、活性炭粉反应生成煤质活性炭载体，促使载体具有较好的吸附能力和结构稳定性。同时对酚醛树脂粘结剂和活性炭粉进行改性，提高煤质活性炭载体的负载效率，增加煤质活性炭载体的多孔结构本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，包括载体和活性组分，所述载体和活性组分的质量比为100：（10-15），所述载体为煤质活性炭，所述活性组分包括以下重量份的原料：锰盐3-8份，铁盐1-5份，钾盐1-4份，铜盐1-4份，铈盐0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述煤质活性炭包括以下重量份的原料：原料煤70-90份，活性炭粉15-30份，粘结剂5-10份。
3.根据权利要求2所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述原料煤为粉磨后的不粘煤和长焰煤，所述原料煤的粒度为300-600目。
4.根据权利要求2所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述粘结剂为酚醛树脂、羧甲基纤维素和聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述酚醛树脂为木质素基酚醛树脂。
6.根据权利要求5所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述酚醛树脂预先经过尿素和羧甲基壳聚糖改性。
7.根据权利要求2所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述活性炭粉经过硝酸进行改性。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的高炉煤气脱硫除氮剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
9.根据权利要求8所述的高炉煤气脱硫除氮剂的制备方法，其特征在于，所述煤质活性炭的制备方法，包括以下具体步骤：
10.根据权利要求9所述的高炉煤气脱硫除氮剂的制备方法，其特征在于，所述酚醛树脂的改性方法，包括以下具体步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，包括载体和活性组分，所述载体和活性组分的质量比为100：（10-15），所述载体为煤质活性炭，所述活性组分包括以下重量份的原料：锰盐3-8份，铁盐1-5份，钾盐1-4份，铜盐1-4份，铈盐0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述煤质活性炭包括以下重量份的原料：原料煤70-90份，活性炭粉15-30份，粘结剂5-10份。
3.根据权利要求2所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述原料煤为粉磨后的不粘煤和长焰煤，所述原料煤的粒度为300-600目。
4.根据权利要求2所述的高炉煤气脱硫除氮剂，其特征在于，所述粘结剂为酚醛树脂、羧甲基纤维素和聚乙烯醇缩丁醛中的至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘国华，
申请(专利权)人：南京永能新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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