[发明专利]干法烟气脱硫脱硝用的CuO/γ-Al2O3催化剂制备工艺

说明书

本发明提供了一种干法烟气脱硫脱硝用的CuO/γ‑Al₂O₃催化剂制备工艺，采用负载金属氧化物CuO的混合溶胶凝胶法，也就是将溶解有先驱质的溶液与制备的溶胶直接混合，再利用油滴法形成凝胶，老化，经过干燥和煅烧从而得到凝胶颗粒；与传统方法得到的催化剂相比，改进的溶胶凝胶法制备的氧化铝颗粒展现了较大的比表面积、中孔尺寸以及良好的耐磨性和耐压强度等机械特征。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体是一种干法烟气脱硫脱硝用的CuO/γ-Al₂O₃催化剂制备工艺。

背景技术

大气中的SO₂和NO_X所引起的酸雨问题是现今世界普遍关注的三大环境保护课题之一，而燃煤电站是SO₂和NO_X排放的主要来源。研究和实际运行经验表明：烟气净化技术能最大程度上经济有效控制SO₂和NO_X排放。可再生干法烟气同时脱硫脱硝技术是燃煤污染物排放控制发展的重要方向。在目前已开发的干法同时脱硫脱硝剂中，CuO/γ-Al₂O₃催化剂既可催化氧化吸附烟气中的SO₂形成硫酸盐，又可在喷入氨气条件下将烟气中的NO_X选择性催化还原为N₂，且吸附SO₂饱和的催化剂可于还原性气氛中还原再生，故而得到广泛关注，但因催化剂在耐磨性和硫容等方面存在的问题，至今未实现工业化。

在多孔状材料中，γ-Al₂O₃是最常用的催化吸附剂载体的晶体材料之一。多孔的氧化铝由于其优良的机械特征和理想的孔结构特征对催化吸附剂的改进起到重要作用。传统浸渍方法制备的CuO/γ-Al₂O₃颗粒因其较差的耐磨性而不能大规模应用。磨损导致了催化剂在移动床和流化床中的质量损失，并且磨损产生的细微粉末给下游带来了污染，同时也增加了整个过程的成本。此外，催化剂的磨损导致吸附在外表层的活性组分的脱落，导致催化剂反应性能的下降。

发明内容

本发明从增强催化剂结构特征，提高催化剂脱硫脱硝性能的要求出发，通过催化剂制备工艺的改进与添加助催化剂，开发出一种高效稳定且可实现再生循环利用的干法同时脱硫脱硝技术。

一种干法烟气脱硫脱硝用的CuO/γ-Al₂O₃催化剂制备工艺，工艺步骤如下：

(1)取一定量10％浓度的氨水注入到胶凝池中，氨水深约10cm，然后注入深度约20cm 的液体石蜡；

(2)取一定量勃姆石溶胶注入烧杯，将烧杯置于恒温磁力搅拌器上进行搅拌加热，温度控制在70℃～75℃，待溶胶温度稳定后加入一定浓度的硝酸铜溶液，边加边搅拌，直到粘度增大到搅不动为止，蓝色溶胶聚集成半凝胶；

(3)让溶胶老化10min，用点滴器将半凝胶以直径为2mm～3mm的液滴滴入液体石蜡中，溶胶边沉淀边收缩成球状凝胶颗粒，穿过石蜡与氨水的分界面，沉入氨水中进行老化；

(4)凝胶颗粒在氨水中凝结60min后，取出球形凝胶颗粒；

(5)凝胶颗粒在真空干燥箱中进行干燥48h，干凝胶呈蓝色珠状，最后在马弗炉中一定温度下煅烧6h，制备出CuO/γ-Al₂O₃催化剂。

优选地，勃姆石溶胶制备工艺如下：

(1)在三口烧瓶中注入500mL蒸馏水，利用浴油进行加热，油浴温度为85℃；

(2)蒸馏水恒温于85℃后，称取50克异丙醇铝并缓缓加入蒸馏水中，打开三口烧瓶内的电动搅拌机，边加边搅拌，直至三口烧瓶内呈乳白色悬浊液；