本发明涉及烟气脱硝
技术领域：
，特别是一种烟气脱硝催化剂的制备方法。
背景技术：
防止环境污染的重要性已作为世界范围的问题被尖锐地提了出来。随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，大气污染成了人们十分关注的问题。二氧化硫是大气的重要污染源之一，其污染危害甚大，故七十年代中，研究烟气脱硫技术被许多国家列为防治大气污染的重点，相继建成了一些工业规模的实用的处理装置。与此同时，对大气污染中的另一个问题，即氮氧化物的污染问题，人们也开始了防治技术的研究和开发。氮氧化物在阳光的作用下会引起光化学反应，形成光化学烟雾，从而造成严重的大气污染。七十年代以来氮氧化物的大气污染问题已被日益重视，人们发现：人体健康的伤害、高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧减少以及其他一些问题均与低浓度氮氧化物有关系，而且其危害性比人们原先设想的要大得多。烟气脱硝，是指把已生成的nox还原为n2，从而脱除烟气中的nox。通行的烟气脱硝技术工艺大致可分为干法、半干法和湿法三类。其中干法包括选择性非催化还原法(sncr)、选择性催化还原法(scr)、电子束联合脱硫脱硝法；半干法有活性炭联合脱硫脱硝法；湿法有臭氧氧化吸收法等。在众多脱硝方法当中，scr脱硝技术以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率高、一次投资相对较低等诸多优点，在烟气脱硝领域得到了广泛的应用。然而，现有脱硝催化剂只是对浓度高的烟气脱硫效率较高，而多数情况下烟道中烟气体积大，浓度低，现有脱硝剂受限于其表面积及催化活性等因素的限制，对于浓度低的烟气脱硝率较差，只有50％左右。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种烟气脱硝催化剂的制备方法，解决了现有脱硝催化剂对浓度低的烟气脱硝率较差的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种烟气脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤[1]：将氧化石墨烯粉末、聚乙二醇400、硬脂酸锰加入到水中，混合均匀形成悬浮液；步骤[2]：将受挤压的开孔聚氨酯海绵浸入上述悬浮液中，然后去除挤压力，使悬浮液进入到开孔聚氨酯海绵内，然后超声震荡20～30小时；步骤[3]：将浸入有开孔聚氨酯海绵的的悬浮液置于冷冻干燥机中，降温至-35℃，然后在真空度为3～5pa的条件下以梯度升温的方式进行干燥处理，得混合海绵体；步骤[4]：将得到的混合海绵体置于加热炉中，在0.1～0.4mpa的氮气氛围下加热至320～350℃，保温45～60分钟以使得聚氨酯分解去除，然后降温至95℃，用质量分数为80％的水合肼蒸汽对氧化石墨烯进行还原，24小时后冷却至室温，得大孔径石墨烯海绵结构体；步骤[5]：将大孔径石墨烯海绵结构体置于混合物溶液中浸泡，同时辅以超声波震荡，所述混合物溶液的温度为60～80℃，浸泡12～15h后迅速降温至室温，其中所述混合物溶液由如下重量百分含量的组分组成：v2o56～8％，wo315～18％，tio230～35％，硬脂酸锰2～3％，多孔石英粉10～15％，甲基纤维素2～3，其余为水；步骤[6]：将上述处理过的石墨烯海绵结构体进行干燥；步骤[7]：将干燥后的石墨烯海绵结构体进行煅烧。作为进一步的优选实施方案，所述悬浮液中各组分的质量分数分别为：氧化石墨烯粉末38～45％、聚乙二醇(400)6～10％、硬脂酸锰2～3％。作为进一步的优选实施方案，所述开孔聚氨酯海绵的孔隙率为90％，孔径范围2～5mm。作为进一步的优选实施方案，步骤[3]中所述梯度升温的速度为0.5～0.8℃/h。作为进一步的优选实施方案，步骤[3]中干燥处理的时间为3～4天。作为进一步的优选实施方案，步骤[6]中所述干燥采用冷冻干燥的方式进行。作为进一步的优选实施方案，步骤[7]中所述煅烧温度为650-750℃，煅烧时间2-3天。本发明的积极效果：本发明以制备的海绵石墨烯为基体，其具有宏观大孔径及微观小孔径的特点，同时在添加多孔石英粉的情况下以特有工艺在石墨烯海绵基体上进行催化剂的最终烧结成型，不仅使得最终的催化剂具有极大的比表面积和极佳的整体强度，同时也保证了催化剂整体具有宏观大孔径及微观小孔径的结构特点，其能够在不影响烟气通过效率的情况下对烟气中低浓度的氮氧化物(低于1500mg/m3)进行有效脱除，实验结果表明其脱硝率大于90％。具体实施方式下面对本发明的优选实施例进行详细说明。实施例本发明优选实施例提供一种烟气脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤[1]：将氧化石墨烯粉末、聚乙二醇400、硬脂酸锰加入到水中，混合均匀形成悬浮液，所述悬浮液中各组分的质量分数分别为：氧化石墨烯粉末38～45％、聚乙二醇(400)6～10％、硬脂酸锰2～3％；步骤[2]：将受挤压的开孔聚氨酯海绵浸入上述悬浮液中，然后去除挤压力，使悬浮液进入到开孔聚氨酯海绵内，然后超声震荡25小时；其中所述开孔聚氨酯海绵的孔隙率为90％，孔径范围2～5mm。步骤[3]：将浸入有开孔聚氨酯海绵的的悬浮液置于冷冻干燥机中，降温至-35℃，然后在真空度为4pa的条件下以梯度升温(0.6℃/h)的方式进行干燥处理，干燥处理的时间为3～4天，得混合海绵体；步骤[4]：将得到的混合海绵体置于加热炉中，在0.15mpa的氮气氛围下加热至350℃，保温50分钟以使得聚氨酯分解去除，然后降温至95℃，用质量分数为80％的水合肼蒸汽对氧化石墨烯进行还原，24小时后冷却至室温，得大孔径石墨烯海绵结构体；步骤[5]：将大孔径石墨烯海绵结构体置于混合物溶液中浸泡，同时辅以超声波震荡，所述混合物溶液的温度为65℃，浸泡12h后迅速降温至室温，其中所述混合物溶液由如下重量百分含量的组分组成：v2o56～8％，wo315～18％，tio230～35％，硬脂酸锰2～3％，多孔石英粉10～15％，甲基纤维素2～3，其余为水；步骤[6]：将上述处理过的石墨烯海绵结构体采用冷冻干燥的方式进行干燥；步骤[7]：将干燥后的石墨烯海绵结构体进行煅烧，煅烧温度为650-750℃，煅烧时间2-3天，制得最终的烟气脱硝催化剂。对比例本对比例提供一种脱硝催化剂，由以下重量份数的各组分原料制备而成：二氧化钛80份，三氧化钨10份，五氧化二钒2份，芳纶4份，纸浆棉5份，硬脂酸2份。将上述原料按照如下制作步骤制备成品：原料称重后混炼—预挤出—陈腐—挤出—干燥—煅烧成型。将实施例与对比例制得的脱硝催化剂分别应用于烟气吸收塔中，烟气中氮氧化物的浓度均为453mg/m3，塔内压力190kpa，气体流量为10m3/h，塔内气体流速为0.6m/s，实验所得测数据见表1。样品入口处nox浓度出口处nox浓度脱除效率实施例453mg/m332mg/m393％对比例458mg/m3220mg/m352％本发明提供的方法制备了结构独特的脱硝催化剂，可以在脱硝的过程中在有效减小扩散阻力的同时提供更多的接触面积，以石墨烯为基体的催化剂的烧结也提高了脱硝催化剂活性中心的利用率。与现有技术相比，由本发明所述制备方法制备得到的脱硝催化剂具有更好的低浓度烟气脱硝处理效果。与此同时，本发明制备的脱硝催化剂具有较低的密度及超高的孔隙率，单位质量的催化剂具有很大的脱硝量。以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12