Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的制備方法，首先，秸稈經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后在氣氛爐中氮?dú)鈿夥障绿炕?，得秸稈活性炭；然后，秸稈活性炭中添加堿液、鋁源和導(dǎo)向劑水熱晶化，抽濾，水洗，烘干得到NaY/C復(fù)合材料；最后，NaY/C復(fù)合材料和凹土依次添加到硝酸鐵溶液中，加熱回流處理，烘干，擠條成型，氮?dú)獗Ｗo(hù)下煅燒，得Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑。本發(fā)明以廉價(jià)凹土、秸稈和硝酸鐵為原料制備脫硝催化劑，成本較低，凹土載體中引入高比表面積的NaY沸石和活性炭，提高了催化劑對氣體的吸附能力，具有很好的脫硝效果。
【專利說明】Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的制備方法，具體地說是一種以秸桿為原料制備NaY/C，添加凹土和鐵鹽溶液制備Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的大氣主要污染物，其主要來源于機(jī)動(dòng)車尾氣和燃煤電廠的煙氣，隨著社會(huì)的發(fā)展，其排放標(biāo)準(zhǔn)將越來越嚴(yán)格。以NH3為還原劑的選擇性還原(SCR)脫硝法是最經(jīng)濟(jì)、高效的脫硝方法，在國內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)的核心是催化劑的制備。現(xiàn)有的脫硝催化劑是TiO2為載體負(fù)載V2O5和WO3制備(ZL200910030398.2、CN102274723A),存在價(jià)格高，窗口溫度高的缺點(diǎn)，釩還是對環(huán)境具有較大毒性的金屬。為降低成本，許多廉價(jià)載體被用來制備脫硝催化劑，如堇青石(ZL 200710062007.6)、活性炭(ZL03145680.4)、高嶺土( ZLCN102389791A)、膨潤土(ZL200610028191.8)、和粉煤灰(ZL200310100420.9)等被用來負(fù)載 Fe、Cu、V 和 Cr 等金屬氧化物制備脫硝催化劑。
[0003]凹凸棒石黏土(以下簡稱凹土)也可用做載體制備脫硝催化劑，如負(fù)載TiO2和活性組分(CN101862648A)，或者與粉煤灰復(fù)合(CN102000564A)負(fù)載MnOx,或者與稻殼制備的活性炭(CN102744075A)、沸石-活性炭(CN102744095A)復(fù)合負(fù)載CuO制備脫硝催化劑，取得了較好的脫硝效果。NaY沸石具有較高比表面積，也是脫硝催化劑的常用載體(CatalysisToday,2012,6 ?11)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供一種Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的制備方法，以秸桿為原料，經(jīng)炭化、添加堿液、鋁源和導(dǎo)向劑制備NaY/C復(fù)合材料，隨后添加凹土、鐵鹽溶液加熱回流處理，最后擠條成型、煅燒制備Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑，工藝簡單，生產(chǎn)成本低，制備效率高。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:首先，秸桿經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后在氣氛爐中氮?dú)鈿夥障绿炕?，得秸桿活性炭；然后，秸桿活性炭中添加堿液、鋁源和導(dǎo)向劑水熱晶化，抽濾，水洗，烘干得到NaY/C復(fù)合材料；最后，NaY/C復(fù)合材料和凹土依次添加到硝酸鐵溶液中，加熱回流處理，烘干，擠條成型，氮?dú)獗Ｗo(hù)下煅燒，得Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑。
[0006]本發(fā)明的催化劑的具體制備步驟如下:
Cl)秸桿采用粉碎機(jī)粉碎，置于保護(hù)氣氛爐中，通入氮?dú)?，?0°c /min升溫到600?800°C炭化，保溫2h，冷卻至室溫，得秸桿活性炭；
(2)按照固液質(zhì)量體積比1:4，將秸桿活性炭加入到110g/LNa0H溶液中，攪拌30min，隨后添加30?70g/LNaA102溶液和摩爾組分比17Na20: Al2O3:17Si02: 3 50 H2O的導(dǎo)向劑，NaAlO2溶液和導(dǎo)向劑體積分別為堿液體積的68.5%和35%，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到帶聚四氟乙烯內(nèi)膽的不銹鋼反應(yīng)釜中，90°C晶化24h，冷卻、抽濾、水洗、烘干，得到NaY-C復(fù)合材料；
(3)按照固液質(zhì)量體積比1:20，將NaY-C復(fù)合材料轉(zhuǎn)移到6.48?12.96g/L硝酸鐵溶液中，隨后加入質(zhì)量為NaY-C復(fù)合材料3倍的凹土，攪拌lh，加熱回流處理2h，烘干，擠條機(jī)擠條，轉(zhuǎn)移到氣氛爐中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下500°C炭化2h，得到Fe-NaY-C-凹土復(fù)合脫硝催化劑。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:采用廉價(jià)凹土和秸桿為原料制備載體，活性組分為廉價(jià)鐵鹽，成本較低；凹土同時(shí)為粘結(jié)劑和催化劑的載體，提高了凹土的使用價(jià)值；采用回流處理，F(xiàn)e3+與沸石中金屬離子交換，同時(shí)可在載體表面形成的FeO納米粒子，催化組分活性高；秸桿制備的NaY-C復(fù)合材料具有較大的比表面積，加入凹土中，增加了催化劑的孔隙，提高催化劑對氣體的吸附和脫硝率。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明；應(yīng)理解，這些實(shí)施例只是為了舉例說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1:秸桿采用粉碎機(jī)粉碎，置于保護(hù)氣氛爐中，在氮?dú)庀蚂褵?00°c保溫2h，冷卻，得秸桿活性炭；稱取5g秸桿活性炭，加入20mL110g/LNa0H溶液，攪拌30min，再加入13.7mL23g/LNaA102溶液和7mL導(dǎo)向劑，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，90°C晶化24h，冷卻、抽濾、水洗、烘干，得到NaY-C復(fù)合材料；將5gNaY-C復(fù)合材料、15g凹土加入到IOOmL
6.48g/L硝酸鐵溶液中，攪拌lh，加熱回流處理2h，烘干，擠條機(jī)擠條，轉(zhuǎn)移到氣氛爐中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下500°C炭化2h，得到Fe含量為3%的Fe-NaY-C-凹土復(fù)合脫硝催化劑。
[0009]實(shí)施例2:秸桿采用粉碎機(jī)粉碎，置于保護(hù)氣氛爐中，在氮?dú)庀蚂褵?00°C保溫2h，冷卻，得秸桿活性炭；稱取5g秸桿活性炭，加入20mL110g/LNa0H溶液，攪拌30min，然后加入13.7mL50g/LNaA102溶液和7mL導(dǎo)向劑，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，90°C晶化24h，冷卻、抽濾、水洗、烘干，得到NaY-C復(fù)合材料；將5gNaY-C復(fù)合材料、15g凹土加入到IOOmL9.72g/L硝酸鐵溶液中，攪拌lh，加熱回流處理2h，烘干，擠條機(jī)擠條，轉(zhuǎn)移到氣氛爐中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下500°C炭化2h，得到Fe含量為4.5%的Fe-NaY-C-凹土復(fù)合脫硝催化劑。
[0010]實(shí)施例3:秸桿采用粉碎機(jī)粉碎，置于保護(hù)氣氛爐中，在氮?dú)庀蚂褵?00°C保溫2h，冷卻，得秸桿活性炭；稱取5g秸桿活性炭，加入20mL110g/LNa0H溶液，攪拌30min，然后加入13.7mL70g/LNaA102溶液和7mL導(dǎo)向劑，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，90°C晶化24h，冷卻、抽濾、水洗、烘干，得到NaY-C復(fù)合材料；將5gNaY-C復(fù)合材料、15g凹土加入到IOOmL12.96g/L硝酸鐵溶液中，攪拌lh，加熱回流處理2h，烘干，擠條機(jī)擠條，轉(zhuǎn)移到氣氛爐中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下500°C炭化2h，得到Fe含量為6%的Fe-NaY-C-凹土復(fù)合脫硝催化劑。
[0011]本發(fā)明的脫硝催化劑應(yīng)用方法如下:將0.Sg脫硝催化劑加入到固定床反應(yīng)器中，入口氣體組成為1000X 10 6 NO，1200X 10 6 NH3, 5% O2及平衡氣N2，總流速為300 mL/min,對應(yīng)的空速為8000 L/ (kg.h)，反應(yīng)溫度為300°C，煙氣分析儀檢測出口 NO濃度；實(shí)施例1的脫硝催化劑的脫硝率為91.3% ;實(shí)施例2的脫硝催化劑的脫硝率為93.4% ;實(shí)施例3的脫硝催化劑的脫硝率為95.2%。
【權(quán)利要求】
1.Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:首先，秸桿經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后在氣氛爐中氮?dú)鈿夥障绿炕?，得秸桿活性炭；然后，秸桿活性炭中添加堿液、鋁源和導(dǎo)向劑水熱晶化，抽濾，水洗，烘干得到NaY/C復(fù)合材料；最后，NaY/C復(fù)合材料和凹土依次添加到硝酸鐵溶液中，加熱回流處理，烘干，擠條成型，氮?dú)獗Ｗo(hù)下煅燒，得Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Fe-NaY-C-凹土復(fù)合煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:它的具體制備步驟如下: Cl)秸桿采用粉碎機(jī)粉碎，置于保護(hù)氣氛爐中，通入氮?dú)猓?0°C /min升溫到600?800°C炭化，保溫2h，冷卻至室溫，得秸桿活性炭； (2)按照固液質(zhì)量體積比1:4，將秸桿活性炭加入到110g/LNa0H溶液中，攪拌30min，隨后添加30?70g/LNaA102溶液和摩爾組分比17Na20: Al2O3:17Si02: 3 50 H2O的導(dǎo)向劑，NaAlO2溶液和導(dǎo)向劑體積分別為堿液體積的68.5%和35%，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到帶聚四氟乙烯內(nèi)膽的不銹鋼反應(yīng)釜中，90°C晶化24h，冷卻、抽濾、水洗、烘干，得到NaY-C復(fù)合材料； (3)按照固液質(zhì)量體積比1:20，將NaY-C復(fù)合材料轉(zhuǎn)移到6.48?12.96g/L硝酸鐵溶液中，再加入質(zhì)量為NaY-C復(fù)合材料3倍的凹土，攪拌lh，加熱回流處理2h，烘干，擠條機(jī)擠條，轉(zhuǎn)移氣氛爐中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下500°C炭化2h，得Fe-NaY-C-凹土復(fù)合脫硝催化劑。
【文檔編號】B01J29/14GK103447072SQ201310371744
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】蔣金龍, 楊勇, 陳韜宇, 錢運(yùn)華, 固旭, 陳靜 申請人:淮陰工學(xué)院