专利名称：一种scr烟气脱硝催化剂的制备方法及其产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及SCR烟气脱硝的催化剂。
背景技术：
火电厂等排放的烟气中，含有大量的氮氧化物(NOx，主要包括N0、N02、N20等)。N0x 是产生酸雨、带来光化学烟雾、导致温室效应以及对臭氧层造成破坏的主要大气污染物。治 理NOx污染的主要方法之一是，把烟气中NOx还原为氮(N2，这一过程称为对烟气脱硝)，氨 (NH3)又是至今已发现的最有效的还原剂。其中，在脱硝装置里增设了催化装置及其催化剂 的选择性催化还原(SCR)脱硝方法，比仅用还原剂NH3的非选择性催化还原(SNCR)脱硝方 法优越得多，前者不但脱硝率比后者高得多、而且NH3的消耗量和逃逸量又均低于后者。这 就是说，催化剂是提高脱硝率、降低治理NOx成本的关键。已知的这类催化剂均是金属氧 化物，尤其以V205的催化活性最高。目前能够在商业上应用的是，以Ti02为载体、以V205为 负载在该载体之上的主要活性组分的催化体系，申请号为200810224389. 2、名称为《一种以 Ti02为原料的脱硝催化剂及其制备方法》之方案就是其中之一。然而，这类催化剂却存在原 材料成本较高、催化剂本身的制备工艺相对复杂之不足；由于这类催化剂需要在较高烟气 温度(一般为300°C 400°C)下才能发挥作用，而在较高温度促使下，高浓度粉尘和烟气 中S02又容易引起这类催化剂中毒，所以，这类催化剂还有使用寿命较短之不足。总之，应 用这类催化剂来治理NOx的成本较高。
发明内容
本发明的第一目的是，提供一种原料成本低廉、且制备工艺简单的SCR烟气脱硝 催化剂的制备方法。本发明的第二目的是，提供一种原料成本低廉、能在较低的烟气温度下发挥催化 作用的SCR烟气脱硝催化剂。实现所述第一发明目的之方案是这样一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，该方 法以提取锰酸钾后的矿渣为主要原料，它包括如下步骤(1)洗渣将2mol/L的硝酸溶液与提取锰酸钾后的矿渣按5 1. 1 1. 3的质量 比混合，在常温下充分搅拌；然后，静置、过滤、洗涤滤渣，洗涤次数以检测不出钾离子为度， 接着将滤渣烘干并粉碎成粉末；(2)成型取步骤(1)所得滤渣粉末与造孔剂粉末充分混合，然后逐渐加入蒸馏 水，并调节到能够搓条、制成颗粒的程度；其中，造孔剂为活性炭、聚乙二醇、硝酸铵、硫酸 铵和碳酸铵中的任何一种，滤渣粉末与该造孔剂的质量比为100 5 7. 5;颗粒的粒径 0. 8 1. 2cm ；(3)活化将步骤(2)所得颗粒先后置于70 90°C和90 100°C下各烘2小时， 然后再将这些颗粒先后置于250 270°C焙烧1小时、440 460°C焙烧2小时、590 610°C 焙烧2小时，此后，自然冷却至室温，所得到的固体颗粒即为SCR烟气脱硝催化剂。
实现所述第二发明目的之方案是这样一种SCR烟气脱硝的催化剂，该催化剂是由 实现第一发明目的之方法所制备而成的。从实现第一发明目的和第二发明目的之方案中可以看出，本发明的制备催化剂的 主要原料的来源，并不需要专门制备或购买，而是选用提取了锰酸钾后的通常被废弃了矿 渣。由于这些矿渣中仍然含一定量锰元素(以高价锰形式存在)，所以，本发明的催化剂发 挥作用的部分实际上是锰的氧化物。把通常被废弃了提取了锰酸钾后的矿渣制备成催化剂 后，不但节省了本催化剂的原料成本，而且还消除了含高价锰的废弃物对环境的污染。从方 案中还可以看出，与现有技术相比较，本发明还有制备工艺简单的优点。实验验证表明，本发明的催化剂能够在烟气温度为200°C左右的情况下发挥催化 作用，这样一来，现有技术中因温度较高，而促使高浓度粉尘和烟气中so2造成其中毒的条 件也大大削弱了，于是，其催化活性的寿命也得以延长。总之，本发明是一种成本低廉、有利于环境，能变废为宝的制备方法与产品。下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，该方法以提取锰酸钾后的矿渣为主要原 料，它包括如下步骤(1)洗渣将2mol/L的硝酸溶液与提取锰酸钾后的矿渣按5 1. 1 1. 3的质量 比混合，在常温下充分搅拌(本领域技术人员清楚，具体配比与搅拌时间均应当以能充分 除去该矿渣中的杂质为度)，然后，静置、过滤、洗涤滤渣(洗涤时最好用蒸馏水)，洗涤次数 以检测不出钾离子为度，接着将滤渣烘干并粉碎成粉末；(2)成型取步骤(1)所得滤渣粉末与造孔剂粉末充分混合，然后逐渐加入蒸馏 水，并调节到能够搓条、制成颗粒的程度；其中，造孔剂为活性炭、聚乙二醇、硝酸铵、硫酸 铵和碳酸铵中的任何一种，滤渣粉末与该造孔剂的质量比为100 5 7. 5;颗粒的粒径 0. 8 1. 2cm ；本领域技术人员清楚，制造颗粒前，滤渣粉末与该造孔剂粉末的粒径也应当以容 易搓条、并制成颗粒的程度为准。(3)活化将步骤(2)所得颗粒先后置于70 90°C和90 100°C下各烘2小时， 然后再将这些颗粒先后置于250 270°C焙烧1小时、440 460°C焙烧2小时、590 610°C 焙烧2小时，此后，自然冷却至室温，所得到的固体颗粒即为SCR烟气脱硝的催化剂。进一步讲，在步骤(2)中，还可以均勻地混合进电解锰阳极泥；其滤渣粉末与该电 解锰阳极泥的质量比为100 8 44。电解锰阳极泥中的有用成分是二氧化锰，在步骤(2)成型制粒过程中加入电解锰 阳极泥，不但增加了该催化剂活性组份的含量，进一步提高了其催化活性；而且又是一种对 废弃物的利用，节省了专门处理电解锰阳极泥的费用。这就是说，对于既要提取(生产)锰 酸钾、又要生产电解锰的企业来讲，其制备的SCR烟气脱硝的催化剂中所利用的废弃物，既 包括提取了锰酸钾后的矿渣、也包括电解锰阳极泥。由本发明方法所制备的SCR烟气脱硝的催化剂，通过了实验验证。验证时，其制备 方法分为不包括有电解锰阳极泥的、和包括有电解锰阳极泥的两种情况。之后，先将这些催化剂分别放于固定床管式反应器中；然后在空速为lOOOOh—1，温度为195°C 210°C的条件 下，将含200ppm NO的模拟烟气与200ppm浓度的还原气体NH3，以1 1的比例通入反应器； 最后检测反应器出口的模拟烟气(NO)浓度，从而计算出脱硝率。验证例见下表。
特别说明，在制备过程中所涉及的温度范围，在均在具体实施方式
所提及的范围 内，本领域技术人员清楚，在大多数情况下，这些温度范围的大小端值，也可以认为是其中 间值温度值的允许偏差。从验证例中可以看出，没有包括有电解锰阳极泥的本发明的催化剂，在210°C左右 的烟气温度(即195°C 210°C )条件下，已经能够取得较好的脱硝；而加入了电解锰阳极 泥、特别是适当增加其加入量之后，对烟气脱硝的效果更好。所以，对于同时也生产电解锰 的企业来讲，应当把充分地利用这一原本要废弃电解锰阳极泥，以取得一举两得的效果。
权利要求
一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该方法以提取锰酸钾后的矿渣为主要原料，它包括如下步骤(1)洗渣将2mol/L的硝酸溶液与提取锰酸钾后的矿渣按5∶1.1～1.3的质量比混合，在常温下充分搅拌；然后，静置、过滤、洗涤滤渣，洗涤次数以检测不出钾离子为度，接着将滤渣烘干并粉碎成粉末；(2)成型取步骤(1)所得滤渣粉末与造孔剂粉末充分混合，然后逐渐加入蒸馏水，并调节到能够搓条、制成颗粒的程度；其中，所述造孔剂为活性炭、聚乙二醇、硝酸铵、硫酸铵和碳酸铵中的任何一种，所述滤渣粉末与该造孔剂的质量比为100∶5～7.5；所述颗粒的粒径0.8～1.2cm；(3)活化将步骤(2)所得颗粒先后置于70～90℃和90～100℃下各烘2小时，然后再将这些颗粒先后置于250～270℃焙烧1小时、440～460℃焙烧2小时、590～610℃焙烧2小时，此后，自然冷却至室温，所得到的固体颗粒即为SCR烟气脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2) 中，还均勻地混合有电解锰阳极泥；所述滤渣粉末与该电解锰阳极泥的质量比为100 8 44。
3.—种SCR烟气脱硝的催化剂，其特征在于，该催化剂是由权利要求1所述的方法制备 而成的。
4.一种SCR烟气脱硝的催化剂，其特征在于，该催化剂是由权利要求2所述的方法制备 而成的。
全文摘要
一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法及其产品。该方法以提取锰酸钾后的矿渣为主要原料，它包括用2mol/L的硝酸溶液洗渣，之后滤渣烘干粉碎；将滤渣粉末与造孔剂粉末和电解锰阳极泥充分混合，加入蒸馏水搓条、制成颗粒；逐次烘于，逐次焙烧、以进行活化的步骤，最后制得本发明的SCR烟气脱硝催化剂。本发明不但节省了原料成本，而且还消除了含高价锰的废弃物对环境的污染，还有制备工艺简单的优点。验证表明，本发明的催化剂能够在烟气温度为200℃左右的情况下发挥催化作用，其催化活性的寿命也得以延长。所以，本发明是一种成本低廉、有利于环境，能变废为宝的制备方法与产品。
文档编号B01J23/34GK101862652SQ20101010086
公开日2010年10月20日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者刘仁龙, 刘作华, 吕汉卿, 孙大贵, 左赵宏, 张桂红, 李国云, 杜军, 范兴, 邬宏旭, 陶长元 申请人:重庆大学