一种利用MgOZrO2固体碱催化剂除NO的制备工艺

本发明涉及化学催化剂，更具体地说，它涉及一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺。

背景技术：

1、随着我国现代化工业体系的不断升级发展，为我国居民带来便利的同时工业生产的高能耗、高排放的特征依旧显著。这些能源消耗产生了大量的污染物，其中氮氧化物(nox)成为当前关注的焦点。氮氧化物(nox)，主要包括no(一氧化氮)、no2(二氧化氮)、n2o(一氧化二氮)和n2o5(五氧化二氮)等，是诸如光化学烟雾、酸雨、硝酸盐沉积、温室效应和雾霾等一系列环境问题形成的主要原因之一。此外，nox排放还加速了二次气溶胶和细颗粒物(如pm2.5)的形成。作为主要的大气污染物之一，nox不仅威胁着人类身体健康和周围环境，也间接影响着国家或地区的经济发展。在我国，nox的主要的来源之一是工业固定源，约占近年来总排放nox的四成。工业烟气中no占总排放体积的95％以上。对此，国家实施了严格的排放标准，如《大气污染物综合排放标准》规定工业排放尾气中的nox污染物不得高于50mg/m3的浓度。由此可见，nox仍是国家严格管控的对象。传统的脱硝技术虽脱硝活性好，但二次污染、抗毒性等问题突出，因此研究开发具有高效、稳定、可绿色发展等特性的脱硝技术具有重大的战略及经济意义。

2、催化氧化吸收法(sco)，是在一定温度范围内，利用烟气中剩余o2作为氧化剂，将no部分快速高效地氧化为no2，再用水或碱液吸收脱硝，达到近乎完全脱除nox目的。近年来，sco由于具有同时脱除烟气中多种污染物的潜力而被认为是最具竞争力的脱硝技术。其具有脱除率高，成本低、吸收率高、无二次污染、不存在堵塞、氨泄漏等优点，同时反应产物可以综合利用或部分回收，符合绿色发展的要求。

3、当然sco技术也有一定的缺点，比如要实现较高脱硝率，对烟气的氧化度要求较高；同时，当no和no2进入吸收液后，传质过程的强化对于脱除效果也十分重要。对此，本发明将催化剂与超重力技术协同以提高脱除效率。超重力技术是利用旋转填充床高速旋转所产生巨大离心力来强化相间传质过程效率的技术，在超重力环境下，进入旋转填充床的吸收液被拉伸成微小的液滴、液膜、液丝，从而极大的增加了液体和气体的接触面积，大大提高了传质效率。该法无需加入氧化剂，成本低且相比其他方法更易实现同时脱硫脱硝。

4、经检索，cn107303459a公开了一种利用超重力技术用于脱除低浓度nox的装置，该装置能够有效避免在酸性或者碱性反应条件下，设备容易腐蚀及反应物容易混入杂质等问题，但并没有提出实现该方法的工业技术方法和途径。cn107303463a利用该装置对浓度为500ppm的nox的脱除效率可达50～70％，超重力条件下对nox的脱除率提高了5-6倍，通过装置循环吸收瓶中的吸收液对反应物的不断富集生成具有较高浓度的硝酸盐和亚硝酸盐离子液体，经简单处理可转化成硝酸，有效的实现了对nox的无害化及资源利用化处理，但该装置下烟气的氧化率不够高，导致对吸收液的要求较高。

5、本发明人针对以上专利存在的缺点和不足，通过大量的实验和分析，同时总结了现有的相关技术，在此基础之上，完成了本次发明。

技术实现思路

1、本发明提供一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，解决相关技术中存在的问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，包括：

3、步骤a：氢氧化钠沉淀

4、让浓度为0.15mol·l-1的五水硝酸锆溶液与浓度为0.15mol·l-1的六水硝酸镁溶液按照体积比1：0.5在固定转速且温度为50℃的水浴锅内混合均匀，得到一种混合溶液；接着在搅拌下往该混合溶液中滴加浓度为0.1mol·l-1氢氧化钠沉淀剂，使该混合溶液的ph达到11.5～12，得到一种白色悬浊液；

5、步骤b：搅拌分离

6、步骤a得到的白色悬浊液在常温下用磁力搅拌器搅拌2.0～3.0h，再用离心机进行分离，将得到的白色沉淀物用无水乙醇洗涤三次后，全部分散与乙醇中并置于反应釜内，体积填充至反应釜容积的70％～80％；

7、步骤c：溶剂热反应

8、将步骤b中的反应釜在120℃下反应24h。反应结束冷却至室温后，白色沉淀物用去离子水清洗三次；

9、步骤d：干燥与焙烧

10、将步骤c洗涤的白色沉淀物置于烘箱中干燥，再在马弗炉中焙烧一定时间，冷却，研磨，过筛，最终得到所述的mgo/zro2固体碱催化剂。

11、进一步地：在步骤a与步骤b中，搅拌器的搅拌速度是500～1500rpm。

12、进一步地：在步骤c中，反应釜在温度120～200℃与空气的条件下反应18-36h。

13、进一步地：在步骤d中，洗涤的白色沉淀物在温度100～120℃与空气的条件下干燥12h。

14、进一步地：在步骤d中，干燥的白色沉淀物在温度400～800℃与空气的条件下焙烧4.0～6.0h。

15、进一步地：在步骤d中，冷却的焙烧白色沉淀物研磨至40～60目。本发明还涉及所述制备方法制备得到的mgo/zro2固体碱催化剂。

16、进一步地：它含有以重量计20～30％mgo与50～60％zro2，它对no的氧化率为60％以上，脱硝率为95％以上。

17、本发明的有益效果在于：

18、1、与现有湿法脱硝相比，本发明采用干法与湿法结合的方式，先用mgo/zro2固体碱催化剂将no催化氧化成no2，提高了nox的氧化度，再采用湿法强化吸收，极大地提高了nox的脱除率，且无副产物产生，不存在堵塞、氨泄露等安全问题；

19、2、与现有的nh3-scr技术相比，本发明采用sco法，脱除率高，成本低、吸收率高、反应产物可以综合利用或部分回收、无二次污染、基本不需要对现有装置进行较大改动等；

20、3、本发明将催化氧化技术与超重力耦合后，nox的去除率大大提高，同时吸收液中主要产物为硝酸盐和亚硝酸盐，可回收利用为硝酸，具有一定经济效益。

技术特征：

1.一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，其特征在于，在步骤a与步骤b中，搅拌器的搅拌速度是500～1500rpm。

3.根据权利要求1所述的一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，其特征在于，在步骤c中，反应釜在温度120～200℃与空气的条件下反应18-36h。

4.根据权利要求1所述的一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，其特征在于，在步骤d中，洗涤的白色沉淀物在温度100～120℃与空气的条件下干燥12h。

5.根据权利要求1所述的一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，其特征在于，在步骤d中，干燥的白色沉淀物在温度400～800℃与空气的条件下焙烧4.0～6.0h。

6.根据权利要求1所述的一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，其特征在于，在步骤d中，冷却的焙烧白色沉淀物研磨至40～60目。

7.根据权利要求1所述的一种利用mgozro2固体碱催化剂除no的制备工艺，其特征在于，它含有以重量计20～30％mgo与50～60％zro2，它对no的氧化率为60％以上，脱硝率为95％以上。

技术总结
本发明涉及化学催化剂技术领域，具体公开了一种利用MgOZrO2固体碱催化剂除NO的制备工艺，该发明包括氢氧化钠沉淀、搅拌分离，溶剂热反应和干燥与焙烧等步骤。与现有湿法脱硝相比，本发明采用干法与湿法相结合，利用MgO/ZrO2固体碱催化剂将NO氧化成NO2，提高了NOx的氧化度，再采用超重力强化吸收，极大地提高了NOx的脱除率，且主要产物可回收利用，具有一定经济效益。

技术研发人员：刘天成,龚宥精,田文珊,贾丽娟,高冀芸,王访
受保护的技术使用者：云南民族大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8