[发明专利]脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，我国因燃煤排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)急剧增加，二氧化硫、氮氧化物是大气污染的主要物质。据统计我国每年NOx、SO2排放量分别约为770万吨和2400万吨，NOx、SO2是形成“酸雨”和“酸雾”的主要原因之一，氮氧化物与碳氢化合物结合形成光化学烟雾，所以NOx、SO2污染严重危及人体健康，对自然环境造成严重损害。我国每年因NOx、SO2及形成酸雨造成的损失达1100亿元，其损失约占国民经济生产总值的7％～8％。NOx的90％来自燃料燃烧，因此脱硫脱氮及除尘是治理燃煤污染改善大气环境的最主要目标。燃烧中固硫脱硝技术是在煤中添加一定量的固硫脱硝剂，使煤在燃烧或气化时生成的气态硫化物和氮氧化物在炉内吸收，气相中残存的硫化物和氮氧化物与刚进入炉内的脱硫脱硝剂接触而被吸收，这样排出的气体中SO2和NOX含量就大大降低了。凡能与煤在燃烧过程中生成的SO2、SO3和NOX起化学或物理吸附反应,形成固态残渣而留在煤灰中的物质均可作为固硫脱硝剂。固硫脱硝剂种类很多，如：石灰石、白云石、方解石、氧化钙、氧化镁、碳酸钠、氨水和氢氧化钠等，但目前使用最多、价廉易得的仍是碳酸钙、氢氧化钙等，俗称钙基固硫脱硝剂。有时也选用如电石渣、造纸废液、硼泥等众多的工业废料。但普通的钙基固硫脱硝剂具有钙的利用率低、高温固硫脱硝效果差的不足。燃煤固硫脱硝技术的关键是固硫脱硝剂及其添加剂的选择与优化，以及对煤种、煤质和燃烧方式的适应性。常用的固硫脱硝剂以钙基固硫脱硝剂为主，其缺点是固硫脱硝剂的利用率低，固硫脱硝反应速率与硫析出速率不一致。添加量一般为1.5％左右，添加量大，固硫脱硝中碱性物质利用率低，脱硫脱硝费用过高，以及由碱性物质反应生成的硫酸盐和硝酸盐易分解，导致固硫脱硝效率不高。燃煤固硫脱硝技术是一项适合我国国情的减排SO2的技术，普通钙基固硫脱硝剂价廉易得，但其固硫率较低，高温固硫率只有20％～30％，脱硝也只有30％左右。目前市场上应用于固定源尾气脱硝主要是使用蜂窝式催化剂。该催化剂具有较低的压降、耐磨损性能以及优良的脱硝活性而得到越来越广泛的应用，但现有的蜂窝式催化剂存在一些缺点，其最佳工作温度一般在300～450℃，而在实际工况中，烟气温度难以达到这个温度区间，为取得较好的脱硝效果还需要另加热源，从而使得成本提高。为了达到较好的脱硝效果和抗硫抗水性能，蜂窝式脱硝催化剂一般具有较高的孔密度，但是实际烟气中含有的大量水、二氧化硫和粉尘很容易使催化剂发生堵塞，大大增加了动力系统的能耗。因此需要开发能够在较低温度下具有优良的脱硝活性、抗硫抗水性能，且具有抗粉尘堵塞能力的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脱硝催化剂，该催化剂对锅炉无腐蚀，能有效降低燃煤氧化反应的活化能，提高燃煤的氧化速度，使燃煤充分燃烧，并将氮氧化物化物通过化学反应，还原生成氮气和水，达到环保要求。

实现本发明目的的技术方案如下：一种脱硝催化剂，包括氧化锰，氧化钠和氧化铜以及氧化铝，其中所述氧化锰占催化剂总质量15-20％，优选18-20％，所述氧化钠占催化剂总质量18-23％，优选18-20％，所述氧化铜占催化剂总质量6-10％。

进一步，所述催化剂还包括氧化铝和/或氧化锌。

进一步，所述催化剂更优选所述氧化锰占催化剂总质量18-20％，所述氧化钠占催化剂总质量18-20％，所述氧化铜占催化剂总质量8-10％。

实现本发明的目的还包括制备本发明所述脱硝催化剂的方法，依次包括以下步骤：

(1)使用陶瓷玻璃纤维生产催化剂基材；

(2)使用所述催化剂各种组分的混合物溶液浸泡步骤(1)生产的催化剂基材；

(3)将步骤(2)浸泡过的催化剂基材进行干燥；

(4)煅烧。

进一步，所述步骤(1)中所说的陶瓷玻璃纤维含有二氧化硅和硅酸盐。

进一步，所述步骤(2)中所说的浸泡,时间是5-10分钟，混合物溶液温度是50-70℃。

进一步，所述步骤(3)中所说的干燥,时间是20-30小时，升温速度不超过15℃/分钟,干燥温度达到100-120℃。

进一步，所述步骤(4)中煅烧温度为420-450℃，煅烧时间48-72小时，升温速度不超过5℃/分钟。