一种液相催化剂、制备及应用的制作方法

文档序号:17472173发布日期:2019-04-20 05:53阅读:341来源:国知局

本公开涉及一种低温液相催化还原脱硝领域,尤其涉及一种低温液相还原脱硝催化剂。



背景技术:

新兴的生物质发电锅炉、垃圾发电锅炉及工业企业自备小型锅炉烟气中含有so2、nox等污染物,已成为新的污染源。对人体、环境和生态系统有极大危害。随着环保要求的日益严格,氮氧化物排放的问题越来越受到关注。因此,对生物质发电锅炉、垃圾发电锅炉及工业企业自备小型锅炉so2及nox排放量的严格控制,可有效降低对大气的污染程度。

目前,超低温液相催化还原脱硝方法是脱硝效率较高,商业应用较为广泛的一种方法,在该方法中,催化剂的组分和制备工艺是该方法的核心技术。一般而言,该方法中涉及的催化剂包括贵金属催化剂以及非贵金属催化剂。贵金属催化剂反应活性高,转化温度较低,但价格昂贵,而非贵金属催化剂与之相反,价格低廉但反应活性往往不高。因此尽可能提高nox的转化率和降低催化剂成本是现阶段的主要技术问题。

本发明提供的脱硝液相催化剂在脱硝反应段中将nox捕捉并将其分子链打破,然后在脱硝高效还原吸收塔中和脱硝液相还原剂反应还原成n2和h2o。

反应原理如下:

烟气中nox的脱除过程是分二部完成的:

第一步,气液传质和水合过程,即烟气中nox分子与脱硝剂接触时将其捕捉并将其分子链打破:

nox+脱硝液相催化剂→n+·o+(1)

第二步:还原

n+·o++脱硝液相还原剂=h20+n2↑(2)



技术实现要素:

本发明针对现有技术存在的上述不足,提供一种超低温液相催化还原脱硝催化剂及应用。

一种液相催化剂,其包括活化剂、ph调节剂以及水,各组分的重量含量为活化剂15%-30%、ph调节剂1-6%、其余为水。

在一实施例中,所述活化剂为naclo、naclo2及h2o2中的一种或多种。

在一实施例中,所述ph调节剂为稀硫酸或稀盐酸中的一种或多种。

在一实施例中,所述活化剂为naclo、naclo2及h2o2,ph调节剂为稀硫酸;各组分的重量含量为naclo17%、naclo28.5%、h2o22.5%、h2so42%。

一种制备所述的液相催化剂的方法,包括:将所述活化剂进行混合;将所述ph调节剂利用微量注射泵加入所述混合剂中;加入所述水溶液。

在一实施例中,所述ph调节剂的加入速率为10-20ml/h。

在一实施例中,所述ph调节剂的加入速率为10ml/h。

一种液相催化剂的应用,将催化剂置于液相催化剂储罐,由液相催化剂计量加压泵将液相催化剂储罐中的所述液相催化剂输送至液相催化剂喷射格栅,烟气进入液相催化剂喷射格栅与所述液相催化剂反应,反应温度为65℃-85℃。

有益效果:

与传统催化剂相比,本发明方法制备获得的催化剂脱硝活性强、反应速率快、脱硫脱硝效率高,可使nox的排放限值<50mg/m3,远低于国家标准;并且,脱硝温度低,可以在低于90℃的情况的下完成氮氧化合物的脱除,不受烟气温度限制,且脱硝效率可以达到90%以上。

具体实施方式

实施例1

本发明在烟气中nox的脱除过程中使用的液相催化剂包括naclo、稀硫酸以及水,其中naclo为活化剂,稀硫酸为ph调节剂,以上各组分的重量含量为naclo29%、稀硫酸1%,其余为水。

该催化剂的制备方法为:将上述计量的稀硫酸利用微量注射泵按照20ml/h的速率加入上述计量的naclo中,稀硫酸注射完毕后加入上述计量的水。利用该方法制备的催化剂组分均一,能有效的捕捉nox,并将其分子链打断,催化效果佳。

利用该催化剂进行液相脱硝反应的过程为:nox+脱硝液相催化剂1→n+·o+;n+·o+脱硝液相还原剂=h20+n2↑,反应温度为77℃,nox转化率为95%。

具体反应过程如下:

含so2及nox的工业烟气通过烟道进入液相催化剂喷射格栅,在液相催化剂喷射格栅内由液相催化剂计量加压泵从液相催化剂储罐输送来的液相催化剂完成脱硝催化反应。完成脱硝催化反应后的烟气进入高效还原吸收脱硫塔,在高效还原吸收脱硫塔内和经液相还原剂计量泵从液相还原剂储罐输送来的液相还原剂储罐在还原脱硫循环泵内和脱硝循环液混合后完成脱硫、脱硝反应,完成脱硫、脱硝后的烟气通过直排烟囱达标排放。

实施例2

本发明在烟气中nox的脱除过程中使用的液相催化剂包括naclo、naclo2、稀盐酸以及水,其中naclo以及naclo2为活化剂,稀盐酸为ph调节剂,以上各组分的重量含量为naclo24%、naclo6%、稀盐酸6%,其余为水。

该催化剂的制备方法为:将上述计量的naclo、naclo2混合,将上述计量的稀盐酸利用微量注射泵按照15ml/h的速率加入上述naclo与naclo2中,稀盐酸注射完毕后加入上述计量的水。利用该方法制备的催化剂组分均一,能有效的捕捉nox,并将其分子链打断,催化效果佳。

利用该催化剂进行液相脱硝反应的过程为:nox+脱硝液相催化剂2→n+·o+;n+·o+脱硝液相还原剂=h20+n2↑,反应温度为73℃,nox转化率为96%。

具体反应过程与实施例1相同。

实施例3

本发明在烟气中nox的脱除过程中使用的液相催化剂包括naclo2、稀硫酸以及水,其中naclo2为活化剂,稀硫酸为ph调节剂,以上各组分的重量含量为naclo15%、稀硫酸5%,其余为水。

该催化剂的制备方法为:将上述计量的稀硫酸利用微量注射泵按照20ml/h的速率加入上述计量的naclo2中,稀硫酸注射完毕后加入上述计量的水。利用该方法制备的催化剂组分均一,能有效的捕捉nox,并将其分子链打断,催化效果佳。

利用该催化剂进行液相脱硝反应的过程为:nox+脱硝液相催化剂3→n+·o+;n+·o+脱硝液相还原剂=h20+n2↑,反应温度为85℃,nox转化率为92%。

具体反应过程与实施例1相同。

实施例4

本发明在烟气中nox的脱除过程中使用的液相催化剂包括naclo、naclo2、稀硫酸、双氧水以及水,其中naclo、naclo2以及双氧水为活化剂,稀硫酸为ph调节剂,以上各组分的重量含量为naclo17%、naclo28.5%、h2o22.5%、h2so42%,其余为水。

该催化剂的制备方法为:naclo、naclo2以及双氧水按照上述比例,即活性组分优先在常温下进行混合,形成均匀溶液;将上述稀硫酸利用微量注射泵按照10ml/h的速率加入,稀硫酸注射完毕后加入上述计量的水。利用该方法制备的催化剂组分均一,能有效的捕捉nox,并将其分子链打断,催化效果佳。

利用该催化剂进行液相脱硝反应的过程为:nox+脱硝液相催化剂4→n·o+;n+·o++脱硝液相还原剂=h20+n2↑,反应温度为65℃,nox转化率为98%。

具体反应过程与实施例1相同。

对比例:

现有技术中的催化剂:载体活性炭80~99.9%,活性组分三氧化二钇0.1~10%,助催化剂0~10%。与前述实施例采用相同条件的液相催化脱硝反应,其反应温度为400℃,nox转化率为90%..

与现有技术的催化剂相比,反应温度更低。而转换效率也较高。

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