一种脱硫脱硝的改性活性焦及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及活性焦及其制备领域，尤指一种脱硫脱硝的改性活性焦及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 煤炭和石油是现代工业生产和日常生活的主要能源来源，然而在其使用过程中会 产生大量的SOdP NO x，严重威胁生态环境和人体健康，阻碍经济、社会的可持续发展。随着 近年来经济的发展，硫氧化物和氮氧化物的排放量呈逐年上升趋势。因此，开发高效的脱硫 脱硝技术成为大气污染治理的重中之重。
[0003] 目前工业上烟气脱硫脱硝技术主要采用湿法烟气脱硫（FGD)和选择性催化还原 (SCR)相结合的技术。但该联合法存在诸多缺点：占地面积大、设备复杂、投资运营成本高； 湿法脱硫副产物难以处理、设备腐蚀较严重；选择性催化还原易受粉尘、SO 2等烟气成分毒 化、催化温度较高等。因此，开发新的适合低温条件下同时脱硫脱硝的技术成为废气处置技 术的发展方向。干法同时脱硫脱硝技术主要有活性炭法、等离子体法和氧化铜法等，其中活 性炭法不需要工艺水，无二次污染，在我国缺水区域具有广阔的应用前景。
[0004] 炭基材料是一种孔隙结构丰富、比表面积大、吸附性能好的吸附材料，且表面含有 多种官能团，既是优良的吸附剂，又是催化剂与催化剂载体。国外现有的MitSUi-BF流化床 活性炭烟气同时脱硫脱硝工艺即是基于炭基材料所发展的联合脱硫脱硝工艺。但这种工艺 仍存在脱硝效率不稳定、易失活，受SO 2浓度、温度等因素影响较大的问题。此外尚有很多 同时脱硫脱硝催化剂处于研宄开发之中，比如中国发明专利CN201210462982. 7公开的"一 种同时脱硫脱硝催化剂"，以炭基材料负载氧化镨为催化剂，在300?500°C才能实现烟气 脱硝，能耗过高，且此高温下脱硫效率低。再如中国发明专利CN201110034970. X公开的"一 种脱硫脱硝活性焦及其制备方法"，以褐煤、焦煤、沥青、焦油、V205、Cu0为原料制备脱硫脱硝 用活性焦，该方法在活性焦制备过程中添加氧化物活性材料，对制焦工艺要求高，材料制备 成本高，且活性成分易受副产物毒化而失活，实际操作与再生过程复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种
[0006] 本发明提供的技术方案如下：
[0007] -种脱硫脱硝的改性活性焦，所述改性活性焦包括主成分和活性组分；
[0008] 所述主成分为活性焦或活性炭，所述活性组分为硫酸铁、硝酸铁、硫酸钴、硝酸钴、 硫酸镍、硝酸镍、硫酸铝、硝酸铝、硫酸锰、硝酸锰、硫酸铜、硝酸铜、中的至少一种。
[0009] 一种脱硫脱硝的改性活性焦及其制备方法，所述改性活性焦的制备原料包括主成 分和活性组分，且二者的质量百分比如下：
[0010] 主成分：70 ?100%;
[0011] 活性组分：0?30%;
[0012] 其中，所述主成份为活性焦或活性炭，所述活性组分为硫酸铁、硝酸铁、硫酸钴、硝 酸钴、硫酸镍、硝酸镍、硫酸铝、硝酸铝、、硫酸锰、硝酸锰、硫酸铜、硝酸铜中的至少一种；
[0013] 所述制备方法包括以下步骤：
[0014] 1)将所述活性组分的溶液浸渍在所述主成份材料上；
[0015] 2)在室温下静置；
[0016] 3)在空气中干燥；
[0017] 4)在惰性气氛下活化，即得所述改性活性焦。
[0018] 进一步优选地，所述主成份的比表面积为200-800m2/g。
[0019] 进一步优选地，所配置浸渍溶液的溶剂为水。
[0020] 在步骤1)中，所述浸渍的方法为所述活性组分的溶液等体积浸渍在所述主成。
[0021] 在步骤2)中，所述静置时间为l_3h。
[0022] 在步骤3)中，所述空气温度为60-80 °C，所述干燥时间为2_6h。
[0023] 在步骤4)中，所述活化温度为300-700°C，所述活化时间为l_3h。
[0024] 本发明的原料是炭基材料（活性焦或活性炭）以及活性组分Fe或Co或Ni或Al 或Mn或Cu的硫酸盐、硝酸盐的至少一种，其来源广泛、易获取、成本低、制备及再生方法简 单。
[0025] 用本发明中的制备方法制备的改性活性焦具有以下优点：
[0026] (1)本发明制备的改性活性焦比表面积大、活性高、稳定性好、低温催化脱硝效果 好。在60?150°C范围内的长时间模拟实验中，脱硝效率90%以上，并且耐受体系中高浓 度SOjP CO等组分的干扰。
[0027] (2)本发明制备的改性活性焦，可以将SO2氧化为S03, WH2SO4或（NH4)2SO4形式储 存，当改性活性焦吸附饱和后，可以通过热氮气使之再生。这样改性活性焦在治理scv污染 物的同时回收利用了硫资源。
[0028] (3)本发明制备的改性活性焦，可以根据主成份材料的不同，制成颗粒状、柱状、蜂 窝状等各种形状，机械性能好，有利于在移动床、流化床操作中的应用。
【具体实施方式】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所涉及的制备方法作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的制备方法仅仅 是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据这些方法获得其他的方法。
[0030] 作为发明的具体实施例1，将0. Imol硫酸铜溶解于IL水中，室温下等体积浸渍活 性焦颗粒3小时，其中活性焦颗粒比表面积300m2/g ;在80°C下干燥2小时，再于500°C氮气 氛围中焙烧3小时，得到低温下能够同时脱硫脱硝的改性活性焦。
[0031] 作为发明的具体实施例2,将0. Imol硫酸铜和0. Imol硫酸锰溶解于IL水中，室 温下等体积浸渍活性焦颗粒3小时，其中活性焦颗粒比表面积300m2/g ;在80°C下干燥2小 时，再于500°C氮气氛围中焙烧3小时，得到低温下能够同时脱硫脱硝的改性活性焦。
[0032] 作为发明的具体实施例3,将0. Imol硫酸铜和0. 05mol硝酸镍溶解于IL水中，室 温下等体积浸渍活性焦颗粒3小时，其中活性焦颗粒比表面积300m2/g ;在80°C下干燥3小 时，再于500°C氮气氛围中焙烧2小时，得到低温下能够同时脱硫脱硝的改性活性焦。
[0033] 作为发明的具体实施例4,将0. Imol硫酸铜溶解于IL水中，室温下等体积浸渍活 性炭颗粒3小时，其中活性炭颗粒比表面积800m2/g ;在80°C下干燥3小时，再于400°C氮气 氛围中焙烧2小时，得到低温下能够同时脱硫脱硝的改性活性焦。
[0034] 实施例1-4、实施例5的脱硫脱硝活性焦与普通脱硫活性焦的性能对比：
[0035] 本实施例中所用普通活性焦为现有市场上可以购买到的活性焦。
[0036] 说明书中所提到的烟气中的硫和硝主要指SO2气体和NO气体，检测仪器为现有市 场上可以购买到的一种在线红外烟气分析仪，型号为Gasboard-3000。分析仪器自动测定烟 气中SO2气体和NO气体的浓度，然后将浓度信号传给计算机，通过计算即可得到改性活性 焦脱硫脱销的效率。
[0037] 实施例1-4制得的脱硫脱硝改性活性焦与普通脱硫活性焦的性能对比如表1所 不O
[0038] 表1实施例1-4制得的脱硫脱硝改性活性焦与普通脱硫活性焦的性能对比
【主权项】
1. 一种脱硫脱硝的改性活性焦，其特征在于： 所述改性活性焦包括主成分和活性组分； 所述主成分为活性焦或活性炭，所述活性组分为硫酸铁、硝酸铁、硫酸钴、硝酸钴、硫酸 镍、硝酸镍、硫酸铝、硝酸铝、硫酸锰、硝酸锰、硫酸铜、硝酸铜中的至少一种。
2. -种脱硫脱硝的改性活性焦的制备方法，其特征在于： 所述改性活性焦的制备原料包括主成分和活性组分，且二者的质量百分比如下： 主成分：70?100% ; 活性组分：〇?30% ; 其中，所述主成份为活性焦或活性炭，所述活性组分为硫酸铁、硝酸铁、硫酸钴、硝酸 钴、硫酸镍、硝酸镍、硫酸铝、硝酸铝、硫酸锰、硝酸锰、硫酸铜、硝酸铜中的至少一种； 所述制备方法包括以下步骤： 1) 将所述活性组分的溶液浸渍在所述主成份上； 2) 在室温下静置； 3) 在空气中干燥； 4) 在惰性气氛下活化，即得所述改性活性焦。
3. 如权利要求2所述的脱硫脱硝的改性活性焦的制备方法，其特征在于： 所述主成份的比表面积为200-800m2/g。
4. 如权利要求2所述的脱硫脱硝的改性活性焦的制备方法，其特征在于： 所配置浸渍溶液的溶剂为水。
5. 如权利要求2至4中任一所述的脱硫脱硝的改性活性焦的制备方法，其特征在于： 步骤1)中所述浸渍的方法为所述活性组分的溶液等体积浸渍在所述主成份上。
6. 如权利要求2至4中任一所述的脱硫脱硝的改性活性焦的制备方法，其特征在于： 步骤2)中所述静置时间为l-3h。
7. 如权利要求2至4中任一所述的脱硫脱硝的改性活性焦的制备方法，其特征在于： 步骤3)中所述空气温度为60-80°C，所述干燥时间为2-6h。
8. 如权利要求2至4中任一所述的脱硫脱硝的改性活性焦的制备方法，其特征在于： 步骤4)中所述活化温度为300-700°C，所述活化时间为l_3h。
9. 一种脱硫脱硝的改性活性焦，其特征在于：由权利要求2至8任意一项所述的制备 方法制得。
【专利摘要】本发明公开了一种脱硫脱硝的改性活性焦及其制备方法，制备原料包括主成分和活性组分，且二者的质量百分比为：主成分：70～100％，活性组分：0～30％；其中，所述主成份为活性焦或活性炭，所述活性组分为Fe或Co或Ni或Al或Mn或Cu的硫酸盐、硝酸盐中的至少一种；所述制备方法包括以下步骤：1)将所述活性组分的溶液浸渍在所述主成份材料上；2)在室温下静置；3)在空气中干燥；4)在惰性气氛下活化，即得所述改性活性焦。本发明中的制备方法，原料来源广泛、易获取、成本低。该制备方法制得的改性活性焦比表面积大、活性高、稳定性好，低温催化脱硝效果好。
【IPC分类】B01J20-20, B01J23-889, B01D53-60, B01J23-72, B01J23-755, B01J20-30, B01D53-86
【公开号】CN104525116
【申请号】CN201410851400
【发明人】潘敏, 傅月梅, 张九杉, 翁淑容
【申请人】上海克硫环保科技股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日