本发明属于脱硝节能环保领域，具体而言，本发明涉及熔炼炉烟气蓄热脱硝装置和脱硝方法。
背景技术：
随着我国经济的飞速发展，天然气、石油和煤等化石燃料等能源得到更加广泛的应用，使得环境问题日益严峻，因此引起了一系列环境问题，如酸雨、臭氧层破坏、温室效应等，使得我们的生存环境愈加严峻。我国以煤炭为主的能源结构决定了我国的氮氧化物和硫氧化物排放量一直处于居高不下的状况，大量污染性气体的排放，使得环境问题日益严峻，不仅严重影响我国人民的生产生活，而且不利于我国经济的可持续发展。因此，环境问题得到了国家越来越多的关注。
人类活动排放的NOX90％以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时，燃料中的含氮物质氧化生成NOX，参与燃烧的空气中的N2和O2也会生成NOX。从能源结构来看，我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位。并且我国80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此，相当长的时期内，烟气中的NOX排放是导致我国大气NOX污染的一个主要因素，如何减少固定源排放的NOX是大气环境治理的一个重要课题。
烟气脱硝属于燃烧后处理技术，许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多，但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，且在还原剂与烟气的混合过程中，需设置格栅之类的装置提高混合的均匀性，其他方法目前均处于实验研究阶段或中试阶段。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出熔炼炉烟气蓄热脱硝装置和脱硝方法。该装置将蓄热燃烧系统与烟气脱硝系统集成于一体，由此在回收烟气余热的同时实现了对烟气的脱硝处理，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置具有蓄热和脱硝双重功能。
根据本发明的一个方面，本发明提出了熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，包括：
第一蓄热部，所述第一蓄热部内设置有高温蓄热体，所述第一蓄热部的下部具有第一开口；
第二蓄热部，所述第二蓄热部内由上至下依次设置有还原剂喷嘴、低温蓄热体和脱硝催化剂，所述第二蓄热部的下部具有第二开口，所述第二蓄热部顶端与所述第一蓄热部的顶端相连通。
通过采用本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，高温烟气首先由第一开口进入第一蓄热部内，经过高温蓄热体进行蓄热后进入第二蓄热部内，烟气在第二蓄热部内依次经过还原剂喷嘴、低温蓄热体和脱硝催化剂，首先与还原剂喷嘴喷入的还原剂进行混合，再经过低温蓄热体进行蓄热后在脱硝催化剂内发生脱硝反应，对烟气进行脱硝处理，最后经过两次蓄热降温和脱硝处理烟气由第二开口排出。
由此，首先，使烟气的混合物预先经过高温蓄热体和低温蓄热体进行充分降温后，再进入脱硝催化剂进行脱硝反应，可以满足脱硝催化剂的活性要求，进而可以进一步提高脱硝效率；其次，将还原剂喷嘴布置在低温蓄热装置上游，使初步降温后的烟气与还原剂一同经过低温蓄热体之后，再进入脱硝催化剂，由此可以使得烟气在低温蓄热体内完成均匀混合，以及粉尘的沉降，得到较为纯净的烟气(无粉尘)与还原剂的混合气体。该部分混合气体再经脱硝催化剂，发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上；另外，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置按照烟气的走向呈“n”型布置，因此，烟气在首先进入第一蓄热部下部的第一开口进入时，烟气中的粉尘可以得到自由沉降，同时可以避免高温蓄热体表面积灰。
因此，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置将蓄热燃烧系统与烟气脱硝系统集成于一体，由此在回收烟气余热的同时实现了对烟气的脱硝处理，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置具有蓄热和脱硝双重功能。
另外，根据本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述还原剂喷包括多个，所述还原剂喷嘴为雾化喷嘴。
在本发明的一些实施例中，所述雾化喷嘴为氨水雾化喷嘴或者尿素雾化喷嘴。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝催化剂为球状、条状或蜂窝体状。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝催化剂为为长方体，尺寸为150mm×150mm×200mm，所述脱硝催化剂上的通孔截面为正方形，尺寸为20mm×20mm。
根据本发明的第二方面，本发明提出了利用前面实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置处理熔炼炉烟气的方法。包括：
使熔炼炉烟气进入第一蓄热部内通过高温蓄热体进行第一降温，以便得到低温烟气；
使低温烟气进入第二蓄热部内与还原剂喷嘴喷入的还原剂混合，以便得到混合烟气；
使所述混合烟气通过低温蓄热体进行第二降温，以便得到低温混合烟气；
使所述低温混合烟气通过脱硝催化剂，催化所述低温混合烟气发生还原反应，以便得到脱硝后烟气排出。
由此，首先，使烟气的混合物预先经过高温蓄热体和低温蓄热体进行充分降温后，再进入脱硝催化剂进行脱硝反应，可以满足脱硝催化剂的活性要求，进而可以进一步提高脱硝效率；其次，将还原剂喷嘴布置在低温蓄热装置上游，使初步降温后的烟气与还原剂一同经过低温蓄热体之后，再进入脱硝催化剂，由此可以使得烟气在低温蓄热体内完成均匀混合，以及粉尘的沉降，得到较为纯净的烟气(无粉尘)与还原剂的混合气体。该部分混合气体再经脱硝催化剂，发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上；另外，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置按照烟气的走向呈“n”型布置，因此，烟气在首先进入第一蓄热部下部的第一开口进入时，烟气中的粉尘可以得到自由沉降，同时可以避免高温蓄热体表面积灰。
因此，本发明上述实施例的处理熔炼炉烟气的方法将蓄热燃烧系统与烟气脱硝系统集成于一体，由此在回收烟气余热的同时实现了对烟气的脱硝处理，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置具有蓄热和脱硝双重功能。
另外，根据本发明上述实施例的处理熔炼炉烟气的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述熔炼炉烟气经过所述第一降温后温度由1500摄氏度降低至700-800摄氏度。
在本发明的一些实施例中，所述低温混合烟气发生还原反应的温度为200-400摄氏度。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝催化剂以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体，以活性炭为主要活性成分，以V2O5-WO3复合氧化物为辅助活性成分，以过渡金属铁、稀土元素镧作为助剂，以搪瓷作为添加剂；
其中，基于所述脱硝催化剂总体质量，所述TiO2-Al2O3复合氧化物负载量为10～60质量％，所述活性炭的负载量为10～50质量％，所述V2O5-WO3复合氧化物的负载量为5～20质量％，所述过渡金属铁负载量为1～10质量％、所述稀土元素镧负载量为1～10质量％，所述搪瓷的负载量为1～10质量％。
在本发明的一些实施例中，所述脱硝催化剂通过下列步骤制备得到：
(1)将钛源试剂和铝源试剂分别配制成钛源水溶液和铝源溶液，并将所述钛源水溶液和所述铝源溶液进行共沉淀，以便制备得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物；
(2)将所述沉淀混合物进行第一干燥和第一焙烧，以便得到TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末；
(3)将所述TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末与活性炭粉末、搪瓷粉末和粘结剂进行挤出成型、定型和干燥，以便得到活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；
(4)将偏钨酸铵、偏钒酸铵溶解于草酸中，以便得到第一浸渍液；
(5)将所述活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在所述第一浸渍液中进行第一浸渍，完成所述浸渍后进行第二干燥和第二焙烧，以便得到V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；
(6)将氯化铁、氯化镧配制成混合水溶液，以便得到第二浸渍液；以及
(7)将所述V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在所述第二浸渍液中进行第二浸渍，完成所述第二浸渍后进行第三干燥和第三焙烧，以便得到脱硝催化剂。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，如图1所示，本发明实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置包括：第一蓄热部10和第二蓄热部20，其中，第一蓄热部140内设置有高温蓄热体11，第一蓄热部10的下部具有第一开口12；第二蓄热部20内由上至下依次设置有还原剂喷嘴21、低温蓄热体22和脱硝催化剂23，第二蓄热部20的下部具有第二开口24，第二蓄热部20顶端与第一蓄热部10的顶端相连通。
通过采用本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，高温烟气首先由第一开口12进入第一蓄热部10内，经过高温蓄热体11进行蓄热后进入第二蓄热部20内，烟气在第二蓄热部20内依次经过还原剂喷嘴21、低温蓄热体22和脱硝催化剂23，首先与还原剂喷嘴21喷入的还原剂进行混合，再经过低温蓄热体22进行蓄热后在脱硝催化剂23内发生脱硝反应，对烟气进行脱硝处理，最后经过两次蓄热降温和脱硝处理烟气由第二开口24排出。
由此，首先，使烟气的混合物预先经过高温蓄热体和低温蓄热体进行充分降温后，再进入脱硝催化剂进行脱硝反应，可以满足脱硝催化剂的活性要求，进而可以进一步提高脱硝效率；其次，将还原剂喷嘴布置在低温蓄热装置上游，使初步降温后的烟气与还原剂一同经过低温蓄热体之后，再进入脱硝催化剂，由此可以使得烟气在低温蓄热体内完成均匀混合，以及粉尘的沉降，得到较为纯净的烟气(无粉尘)与还原剂的混合气体。该部分混合气体再经脱硝催化剂，发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上；另外，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置按照烟气的走向呈“n”型布置，因此，烟气在首先进入第一蓄热部下部的第一开口进入时，烟气中的粉尘可以得到自由沉降，同时可以避免高温蓄热体表面积灰。
因此，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置将蓄热燃烧系统与烟气脱硝系统集成于一体，由此在回收烟气余热的同时实现了对烟气的脱硝处理，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置具有蓄热和脱硝双重功能。
根据本发明的具体实施例，还原剂喷嘴包括多个，还原剂喷嘴为雾化喷嘴。由此采用气泡雾化技术，使用高压压缩空气作为雾化介质，使还原剂喷出的瞬间雾化为小雾滴，雾滴颗粒可达到40μm以下，能够很好的与烟气混合均匀。
根据本发明的具体实施例，雾化喷嘴为氨水雾化喷嘴或者尿素雾化喷嘴。由此向烟气中喷入氨水或尿素作为还原剂。可以有效地还原烟气中的氧化物或者金属碱性化合物。根据本发明的具体实施例，当雾化喷嘴为尿素雾化喷嘴时，即采用尿素作为还原剂，需要将还原剂喷最设置在第一蓄热部内且位于高温蓄热体下游。尿素溶液需蒸汽作为雾化及输运介质。由此将原剂喷最设置在第一蓄热部内且位于高温蓄热体下游，可以借助高温气体显热对尿素溶液加热雾化，雾化喷嘴需采用耐高温材料，且喷嘴喷孔角度，孔径等参数影响雾化效果。
通过采用本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置既蓄热和脱硝功能于一体化，高温烟气经过蓄热回收降温至200-400℃后进入脱硝催化剂进行脱硝处理，充分回收余热后再进行脱硝处理，高效节能、环保低成本。另外，将低温蓄热体式设置在脱硝催化剂的上游，烟气与还原剂的混合气体经过二次自然沉降除尘后，在低温蓄热体内均匀混合，进入脱硝催化剂，取消了喷氨格栅等装置，提高了脱硝效率，延长了蓄热体及催化剂使用寿命。
根据本发明的实施例，脱硝催化剂以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体，以活性炭为主要活性成分，以V2O5-WO3复合氧化物为辅助活性成分，以过渡金属铁、稀土元素镧作为助剂，以搪瓷作为添加剂；
其中，基于脱硝催化剂总体质量，TiO2-Al2O3复合氧化物负载量为10～60质量％，活性炭的负载量为10～50质量％，V2O5-WO3复合氧化物的负载量为5～20质量％，过渡金属铁负载量为1～10质量％、稀土元素镧负载量为1～10质量％，搪瓷的负载量为1～10质量％。
根据本发明的实施例，脱硝催化剂为球状、条状或蜂窝体状。
根据本发明的实施例，脱硝蓄热体为横截面为方形，脱硝蓄热体为长方体，尺寸为150mm×150mm×200mm。
根据本发明的实施例，脱硝催化剂的外形可以为球状，直径3～6mm；若催化剂为条状，催化剂为圆柱体形状，直径3～6mm，长度10～60mm；若催化剂为蜂窝状，横截面可以分长方形、正方形，也可以为圆形、扇形、椭圆形等，尺寸一般可以为150mm×150mm×150mm或250mm×200mm×150mm等，脱硝催化剂上通孔截面为方形，尺寸为10mm×10mm，15mm×15mm或20mm×20mm，或者截面为圆形，孔径为10mm、15mm或者20mm。外形、尺寸、孔径可根据具体工况、使用环境等综合因素考虑后确定。蜂窝状是优选的，这是因为蜂窝状催化剂的比表面积相较其他形状的催化剂大，催化剂与反应介质的接触面更大，催化反应效率更高。当催化剂为蜂窝状时，脱硝催化剂的比表面积在320m2/m3以上，机械强度＞2MPa，，还原氮氧化物的催化活性可高达98％以上。
本发明的脱硝方案中，从熔炼炉出来的高温含尘烟气从第一蓄热部底部的第一开口进入，先进行自然沉降除尘，后经高温蓄热体初步回收热量后进入第二蓄热部，经设置于第二蓄热部内的还原剂喷嘴喷入还原剂，烟气与还原剂混合后进入低温蓄热体进行二次蓄热，最后经过脱硝催化剂发生脱硝反应后排出。本发明涉及到的脱硝区分布在蓄热室的另一侧，蜂窝状脱硝催化剂横截面为方形，150mm×150mm×200mm，孔径选用截面为20mm×20mm的方形。由于从熔炼炉出来的高温烟气中含有大量粉尘，但本发明根据适用炉型，创造性地将两段式蓄热室布置为“n”型，高温含尘烟气从第一蓄热部的底部先自然沉降，然后进入蓄热体，可以沉降烟气中的大部分粉尘，避免了高温蓄热体表面积灰堵塞。且本发明采用的是以搪瓷为添加剂的脱硝催化剂，其通道内表面光滑、耐磨，具有良好的抗堵性能，选用上述尺寸的蜂窝状脱硝催化剂能达到良好的脱硝效果。
熔炼炉采用蓄热式燃烧方式，通过气体燃料燃烧过程中产生的热量加热炉内物料，参与燃烧的气体燃料和/或空气分别由回收高温烟气余热后的蓄热系统加热，可将气体燃料和/或空气分别预热至1000℃以上，熔炼炉运行温度1500℃左右。烟气主要由燃烧过程中产生的CO2、氮氧化物以及物料熔化过程中的碳受热生成的CO组成，还伴随有炉内物料反应过程中产生的大量粉尘。烟气经过设置在喷嘴处的蓄热系统回收热量后进入脱硝系统，烟气中的氮氧化物在脱硝催化剂的作用下与还原剂反应，或者与烟气中的还原性气体CO反应生成N2，达到脱除氮氧化物即烟气脱硝的目的。
熔炼炉物料为经煤基直接还原转底炉处理的黑色、有色或非金属球团矿，700℃热装或冷装的金属化球团(DRI)，因此，在物料受热发生还原反应的同时会伴随有大量的粉尘，由于采用本发明的脱硝方法及脱硝催化剂，可以将两段式蓄热装置结构方式改变为“n”型，即气体流向与传统的“U”型相反。高温烟气从蓄热装置底部进入，有效避免了高温段第一层蓄热体表面积灰现象的出现。
由于本发明的脱硝催化剂不具备蓄热功能，高温烟气经高温蓄热体后，因此，在高温蓄热体与脱硝催化剂之间布置低温蓄热体，由此可以降低烟气温度至满足脱硝催化剂活性要求，进而提高脱硝效率。
本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置，通过对从熔炼炉出来的高温烟气蓄热回收余热，将温度降低至200℃～400℃后进入脱硝系统，进行脱硝反应去除氮氧化物后对外排放。脱硝系统中设置的催化剂以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体，以活性炭为主要活性成分，V2O5-WO3为辅助活性成分，掺入过渡金属铁、稀土元素镧作为助剂，并加入搪瓷作为添加剂，具有良好的抗堵塞性能。
还原剂与烟气的混合物先经过低温蓄热体充分混合，再进入脱硝催化剂，进行脱硝反应；还原剂通过布置在蓄热装置上还原剂喷嘴喷出，与经高温蓄热体回收余热后的烟气混合后，一起进入低温蓄热体并在该低温蓄热体内完成均匀混合，以及粉尘的沉降，得到较为纯净的烟气(无粉尘)与还原剂的混合气体。该部分混合气体经脱硝催化剂，发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上。
根据本发明的第二方面，本发明提出了利用前面实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置处理熔炼炉烟气的方法。包括：
使熔炼炉烟气进入第一蓄热部10内通过高温蓄热体11进行第一降温，以便得到低温烟气；使低温烟气进入第二蓄热部20内与还原剂喷嘴喷21入的还原剂混合，以便得到混合烟气；使混合烟气通过低温蓄热体22进行第二降温，以便得到低温混合烟气；使低温混合烟气通过脱硝催化剂23，催化低温混合烟气发生还原反应，以便得到脱硝后烟气排出。
由此，首先，使烟气的混合物预先经过高温蓄热体和低温蓄热体进行充分降温后，再进入脱硝催化剂进行脱硝反应，可以满足脱硝催化剂的活性要求，进而可以进一步提高脱硝效率；其次，将还原剂喷嘴布置在低温蓄热装置上游，使初步降温后的烟气与还原剂一同经过低温蓄热体之后，再进入脱硝催化剂，由此可以使得烟气在低温蓄热体内完成均匀混合，以及粉尘的沉降，得到较为纯净的烟气(无粉尘)与还原剂的混合气体。该部分混合气体再经脱硝催化剂，发生还原反应，脱除氮氧化物，脱除效率可达98％以上；另外，本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置按照烟气的走向呈“n”型布置，因此，烟气在首先进入第一蓄热部下部的第一开口进入时，烟气中的粉尘可以得到自由沉降，同时可以避免高温蓄热体表面积灰。
因此，本发明上述实施例的处理熔炼炉烟气的方法将蓄热燃烧系统与烟气脱硝系统集成于一体，由此在回收烟气余热的同时实现了对烟气的脱硝处理，该熔炼炉烟气蓄热脱硝装置具有蓄热和脱硝双重功能。
根据本发明的实施例，首先，熔炼炉烟气经过第一降温后温度由1500摄氏度降低至700-800摄氏度。其次再经过低温蓄热体22进行第二降温。
根据本发明的实施例，熔炼炉烟气经过高温蓄热体11和低温蓄热体22的两次蓄热降温，其温度被降至200-400摄氏度，进而可以进一步提高脱硝处理效率。根据本发明的实施例，低温混合烟气发生还原反应的温度为200-400摄氏度。由此可以进一步提高脱硝催化剂23催化低温混合烟气发生还原反应的效率。
根据本发明的实施例，脱硝催化剂以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体，以活性炭为主要活性成分，以V2O5-WO3复合氧化物为辅助活性成分，以过渡金属铁、稀土元素镧作为助剂，以搪瓷作为添加剂，其中，基于脱硝催化剂总体质量，TiO2-Al2O3复合氧化物负载量为10～60质量％，活性炭的负载量为10～50质量％，V2O5-WO3复合氧化物的负载量为5～20质量％，过渡金属铁负载量为1～10质量％、稀土元素镧负载量为1～10质量％，搪瓷的负载量为1～10质量％。
发明人发现，采用含搪瓷的脱硝催化剂，催化剂表面光滑、耐磨，抗堵塞，使用寿命长，脱硝工艺简便可行，操作简单，脱硝效率高，更加适用于黑色、有色或非金属矿进行冶炼用熔炼炉。
根据本发明的实施例，脱硝催化剂通过下列步骤制备得到：
(1)将钛源试剂和铝源试剂分别配制成钛源水溶液和铝源溶液，并将钛源水溶液和铝源溶液进行共沉淀，以便制备得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物；
(2)将沉淀混合物进行第一干燥和第一焙烧，以便得到TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末；
(3)将TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末与活性炭粉末、搪瓷粉末和粘结剂进行挤出成型、定型和干燥，以便得到活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；
(4)将偏钨酸铵、偏钒酸铵溶解于草酸中，以便得到第一浸渍液；
(5)将活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在第一浸渍液中进行第一浸渍，完成浸渍后进行第二干燥和第二焙烧，以便得到V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；
(6)将氯化铁、氯化镧配制成混合水溶液，以便得到第二浸渍液；以及
(7)将V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在第二浸渍液中进行第二浸渍，完成第二浸渍后进行第三干燥和第三焙烧，以便得到脱硝催化剂。
根据本发明的实施例，脱硝催化剂的制备方法具体包括：
(1)载体的制备
取一定量的钛源试剂硫酸氧钛和铝源试剂氯化铝，分别溶解于适量的去离子水中，搅拌均匀，分别制得钛源和铝源溶液，两者浓度之比为1：(0.01～2)。将钛源溶液、铝源溶液、氨水通过并流的方式，按一定流速滴入装有少量去离子水的反应釜中，该反应釜中设有搅拌装置，保证溶液混合均匀、反应充分。钛源溶液与铝源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，将反应液的PH值控制在9～11之间，共沉淀得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物。将该沉淀物抽滤、洗涤，反复数次，直至PH值至7左右。然后在85～115℃条件下干燥8～15h后，在350～600℃条件下焙烧5～8h，得到TiO2-Al2O3复合氧化物载体。
(2)活性组分负载
将活性组分活性炭粉末、搪瓷粉末与上述步骤得到的载体粉末混合均匀，加入添加剂搪瓷、粘结剂甘油搅拌均匀后，进行压制或挤出成型，可以为球状、条状或蜂窝体状等。然后将此部分在95～115℃条件下进行定型、干燥，得到活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂。
然后将一定量的偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂溶解于适量的草酸中，将上一步骤得到的活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂浸于等体积的该溶液中，其中该溶液中钒钨的摩尔比为1：(0.1～5)。浸渍温度为常温，浸渍时间5～8h，浸渍完成后在85～115℃条件下干燥8～15h后，在350～600℃条件下焙烧5～8h。
(3)助剂负载
将一定量的氯化铁(FeCl3·6H2O)、氯化镧(LaCl3·7H2O)溶解于适量的去离子水中，并将上述得到的催化剂前躯体浸于等体积的该溶液中，浸渍温度为常温，浸渍时间5～8h，浸渍完成后在85～115℃条件下干燥8～15h后，在350～600℃条件下焙烧5～8h，得到陶瓷为添加剂的脱硝催化剂成品。
脱硝催化剂的外形可以为球状，直径3～6mm；若催化剂为条状，脱硝催化剂为圆柱体形状，直径3～6mm，长度10～60mm；若催化剂为蜂窝状，横截面可以分长方形、正方形，也可以为圆形、扇形、椭圆形等，尺寸一般可以为150mm×150mm×150mm或250mm×200mm×150mm，脱硝催化剂上通孔截面为方形，尺寸为10mm×10mm、15mm×15mm或20mm×20mm，或者孔截面为圆形，则孔径为10mm、15mm或20mm。外形、尺寸、孔径可根据具体工况、使用环境等综合因素考虑后确定。蜂窝状是优选的，这是因为蜂窝状催化剂的比表面积相较其他形状的催化剂大，催化剂与反应介质的接触面更大，催化反应效率更高。当催化剂为蜂窝状时，脱硝催化剂的比表面积在320m2/m3以上，机械强度＞2MPa，，还原氮氧化物的催化活性可高达98％以上。
根据本发明上述实施例的熔炼炉烟气蓄热脱硝装置以及脱硝方法至少具有下列优点之一：
(1)采用含搪瓷的脱硝催化剂，催化剂表面光滑、耐磨，抗堵塞，使用寿命长，脱硝工艺简便可行，操作简单，脱硝效率高，适用于黑色、有色或非金属矿进行冶炼用熔炼炉；
(2)燃烧产生的高温烟气经过两次蓄热回收降温至200℃～400℃后进入脱硝系统进行脱硝处理，充分回收余热后再进行脱硝处理，高效节能、环保低成本；
(3)创造性地将还原剂的喷口设置在低温蓄热体前，即烟气进入脱硝催化剂前，在低温蓄热体内完成进一步降温和充分混合，取消了常规脱硝系统需设置喷氨格栅之类的装置；
(4)将两段式蓄热装置结构方式呈“n”型布置，即气体流向与传统的“U”型布置相反。高温烟气从蓄热装置底部进入，有效避免了高温段第一层蓄热体表面积灰现象的出现。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。