一种脱硝剂及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] -种脱硝剂及其制备方法，属于催化裂化助剂技术领域。
【背景技术】
[0002] 催化剂在反应器和再生器之间进行循环，通常在离开反应器时，催化剂上含焦炭 约3~lOwt%，须在再生器内用空气中的氧烧去沉积的焦炭W恢复催化活性。催化剂上沉积 的焦炭主要是反应缩合物，主要成分是碳和氨，当裂化原料含硫和氮时，焦炭中也含有硫和 氮。积炭的催化剂经和氧气进行再生反应，生成C〇2、CO和也0,再生烟气中还含有SOx和NOx。 随着社会的发展，环保问题越来越受到重视，运就要求再生烟气中的氮氧化物(简称NOx)不 能超标排放。现有催化裂化装置中，有很多设有一氧化碳燃烧炉W利用再生器生成的大量 一氧化碳(反应为放热反应，热效应相当大，足W提供本装置热平衡所需的热量）。
[0003] 现有催化裂化装置降低NOx排放除了通过脱硝装置外，主要是通过使用脱硝剂。申 请人通过研究发现，现有脱硝剂主要存在W下问题:首先，现有脱硝剂只能将再生烟气中的 NOx降低至200mg/Nm3左右，在越来越严峻的环保要求下，已经不能适应生产需要。其次，现 有脱硝剂在消耗NOx的同时，几乎都消耗一氧化碳，使得后面的燃烧炉操作浮动很大甚至不 能正常运转。目前迫切需要一种既能大幅降低再生烟气中NOx浓度（至少降低至100mg/ Nm3),又不消耗一氧化碳的脱硝剂。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种脱硝剂及其制备方 法，该脱硝剂能够有效降低烟气中NOx浓度，同时工作过程中不消耗烟气中的一氧化碳。
[000引本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该脱硝剂，其特征在于，由W下重量 份的原料制成:活性氧化侣60~85份、贵重金属元素的化合物^lO份、稀±元素的氯化物^5 份、过渡金属元素的硝酸盐^15份、碱±金属元素的硝酸盐^lO份、水20~200份。
[0006] 该脱硝剂，其特征在于，由W下重量份的原料制成:活性氧化侣60~75份、贵重金属 元素的化合物1~5份、稀±元素的氯化物3~5份、过渡金属元素的硝酸盐10~15份、碱±金属 元素的硝酸盐3~5份、水30~50份。
[0007] 该脱硝剂，其特征在于:所述的活性氧化侣的比表面积100~260mVg，载体中粒径 40~105皿的颗粒所占的质量百分比大于等于60%，孔容0.15~0.3ml/g，堆积密度0.85g/ml。
[0008] 所述的贵重金属元素的化合物为贵重金属元素的单质使用王水溶解后，经干燥获 得的产物。
[0009] 所述的贵重金属元素的单质为金或销。
[0010] 所述的稀±元素的氯化物为铜、姉、错、钦中的一种或几种的氯化盐。
[0011] 所述的过渡金属元素的硝酸盐过渡金属选用铁、钻、儀、铜或锋的硝酸盐。
[0012] 所述的碱±金属元素的硝酸盐为儀、锁、领的硝酸盐。
[0013] 该脱硝剂的制备方法，其特征在于，采用如下步骤： a) 将贵重金属元素的化合物、稀±元素的氯化物、过渡金属元素的硝酸盐、碱±金属元 素的硝酸盐和水按重量份比例配制成溶液，揽拌均匀； b) 将按重量份称取的活性氧化侣置于揽拌罐内，将步骤a)配制好的溶液加入揽拌罐， 揽拌均匀后得半成品； C)将半成品放置于烘干炉内进行烘干，100~300°C烘干1~5小时，700~750°C赔烧^2小 时后得成品。
[0014] 申请人在研究中发现:一氧化碳是一种可燃烧再利用的气体，而现有的脱硝剂工 作过程中均消耗了一氧化碳，一氧化碳无法作为可燃能源进行二次利用。而在大规模工业 生产中，一氧化碳的年生成量是巨大的，现有脱硝剂的使用导致了大量的能源浪费。申请人 通过进一步研究发现，导致现有的脱硝剂在工作过程中消耗一氧化碳的原因是:脱硝剂中 的贵重金属对一氧化氮存在吸附、活化的作用。
[0015] 申请人研究中确定本发明脱硝剂的作用机理如下:经步骤a)~C)的操作后，所获得 的该脱硝剂中：贵重金属元素、稀±元素、过渡金属和碱±金属分别W金属氧化物的形式存 在，多种金属组分联合使用的设计，使该脱硝剂的脱硝率更高。该脱硝剂工作过程中，利用 多金属间的相互作用，选择性的将再生烟气中的NOx进行吸附并分解，同时按照本发明原料 中的特定的金属比例，将贵重金属吸附一氧化碳的作用选择性的屏蔽。
[0016] 助燃反应机理:（Pr代表贵重金属） 吸附活化:Pr+ 〇2一Pr-O 氧化助燃:Pr-O+CO(或C) 一Pr+COsT脱硝反应机理：（Me和化分别代表不同的金属） Me+ 畑3 一Me:NH2-H化 +NO一Pe:N=O Me:NH2-H+Pe:N=0 一NsT+ 此0 +Me+Pe 当多种金属的比例达到本发明限定的原料重量份比值时，所获得的该脱硝剂在处理烟 气的过程中：金属Me和化会将贵重金属Pr对CO的吸附性进行屏蔽掉。
[0017] 活性氧化侣，又名活性抓上，呈白色粉末状。本领域中，在催化剂中使用的氧化侣， 通常专称为活性氧化侣，它是一种多孔性、高分散度的固体材料。本发明中活性氧化侣作为 载体使用。优选的，活性氧化侣为山东侣业公司生产；优选的，活性氧化侣比表面积100~ 260m^g，粒径40~105皿> 60%，孔容0.15~0.3ml/g，堆积密度0.85g/ml，W上活性氧化侣的 性能参数可W保证活性氧化侣具有较大的表面积，其微孔表面具备较好吸附性能、表面活 性和优良的热稳定性，能有效吸附步骤a)所获得的溶液中的组分，提高该脱硝剂的脱硝率。
[0018] 本发明中所述的稀±元素的氯化物为包含结晶水的稀±元素的氯化物。例如，本 发明中所指的氯化铜为LaCl3 ? 6此0(淡黄色结晶状）、氯化姉为CeCl3 ? 6出0(白色结晶状）、 氯化错为PrCl3 ? 6出0(绿色粒状结晶物）、氯化钦为NdCl3 ? 6出0(紫色晶体），包含结晶水的 稀±元素的氯化物为市售产品，更易于购买获得，步骤a)的操作时直接溶解于蒸馈水中。优 选的，该脱硝剂原料中的水为蒸馈水，蒸馈水中不含或含有极少的金属离子成分，能够避免 对本发明步骤C)的赔烧产生干扰。
[0019] 本发明中贵重金属元素的单质使用王水溶解后，王水在溶解贵重金属元素的单质 过程中被反应消耗，形成贵重金属元素的络合物和水的混合液，经干燥后获得的产物即为 贵重金属元素的化合物。贵重金属元素的化合物在步骤a)中W固态添加。贵重金属元素的 化合物中可能含有极微量的王水或不参与反应的杂质，但所占的质量百分比低于千分之 一，可W忽略不计。
[0020] 与现有技术相比，本发明的一种脱硝剂及其制备方法所具有的有益效果是:该脱 硝剂能够有效降低烟气中NOx浓度，同时工作过程中不消耗烟气中的一氧化碳。首先，申请 人设计了贵重金属元素、稀±元素、过渡金属元素和碱±金属元素联合使用，通过多族金属 元素联用，W实现快速、准确的选择性吸附NOx,在对NOx的分解反应中起到了关键作用，使 脱硝率更高，的排放浓度达到100mg/Nm3及W下。其次，申请人在研究中发现导致一氧 化碳消耗的原因为贵重金属对一氧化碳的吸附活化性。通过研究最终确定添加^lO份碱金 属元素的硝酸盐消除贵重金属对一氧化碳的吸附活化，不消耗一氧化碳，为后续装置的平 稳运行奠定基础。并且，被本发明的脱硝剂保留的