一種脫硫脫硝的改性活性焦及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及活性焦及其制備領(lǐng)域，尤指一種脫硫脫硝的改性活性焦及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭和石油是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的主要能源來源，然而在其使用過程中會(huì) 產(chǎn)生大量的SOdP NO x，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境和人體健康，阻礙經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。隨著 近年來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，硫氧化物和氮氧化物的排放量呈逐年上升趨勢。因此，開發(fā)高效的脫硫 脫硝技術(shù)成為大氣污染治理的重中之重。
[0003] 目前工業(yè)上煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要采用濕法煙氣脫硫（FGD)和選擇性催化還原 (SCR)相結(jié)合的技術(shù)。但該聯(lián)合法存在諸多缺點(diǎn)：占地面積大、設(shè)備復(fù)雜、投資運(yùn)營成本高； 濕法脫硫副產(chǎn)物難以處理、設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重；選擇性催化還原易受粉塵、SO 2等煙氣成分毒 化、催化溫度較高等。因此，開發(fā)新的適合低溫條件下同時(shí)脫硫脫硝的技術(shù)成為廢氣處置技 術(shù)的發(fā)展方向。干法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)主要有活性炭法、等離子體法和氧化銅法等，其中活 性炭法不需要工藝水，無二次污染，在我國缺水區(qū)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 炭基材料是一種孔隙結(jié)構(gòu)豐富、比表面積大、吸附性能好的吸附材料，且表面含有 多種官能團(tuán)，既是優(yōu)良的吸附劑，又是催化劑與催化劑載體。國外現(xiàn)有的MitSUi-BF流化床 活性炭煙氣同時(shí)脫硫脫硝工藝即是基于炭基材料所發(fā)展的聯(lián)合脫硫脫硝工藝。但這種工藝 仍存在脫硝效率不穩(wěn)定、易失活，受SO 2濃度、溫度等因素影響較大的問題。此外尚有很多 同時(shí)脫硫脫硝催化劑處于研宄開發(fā)之中，比如中國發(fā)明專利CN201210462982. 7公開的"一 種同時(shí)脫硫脫硝催化劑"，以炭基材料負(fù)載氧化鐠為催化劑，在300?500°C才能實(shí)現(xiàn)煙氣 脫硝，能耗過高，且此高溫下脫硫效率低。再如中國發(fā)明專利CN201110034970. X公開的"一 種脫硫脫硝活性焦及其制備方法"，以褐煤、焦煤、瀝青、焦油、V205、Cu0為原料制備脫硫脫硝 用活性焦，該方法在活性焦制備過程中添加氧化物活性材料，對(duì)制焦工藝要求高，材料制備 成本高，且活性成分易受副產(chǎn)物毒化而失活，實(shí)際操作與再生過程復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0007] -種脫硫脫硝的改性活性焦，所述改性活性焦包括主成分和活性組分；
[0008] 所述主成分為活性焦或活性炭，所述活性組分為硫酸鐵、硝酸鐵、硫酸鈷、硝酸鈷、 硫酸鎳、硝酸鎳、硫酸鋁、硝酸鋁、硫酸錳、硝酸錳、硫酸銅、硝酸銅、中的至少一種。
[0009] 一種脫硫脫硝的改性活性焦及其制備方法，所述改性活性焦的制備原料包括主成 分和活性組分，且二者的質(zhì)量百分比如下：
[0010] 主成分：70 ?100%;
[0011] 活性組分：0?30%;
[0012] 其中，所述主成份為活性焦或活性炭，所述活性組分為硫酸鐵、硝酸鐵、硫酸鈷、硝 酸鈷、硫酸鎳、硝酸鎳、硫酸鋁、硝酸鋁、、硫酸錳、硝酸錳、硫酸銅、硝酸銅中的至少一種；
[0013] 所述制備方法包括以下步驟：
[0014] 1)將所述活性組分的溶液浸漬在所述主成份材料上；
[0015] 2)在室溫下靜置；
[0016] 3)在空氣中干燥；
[0017] 4)在惰性氣氛下活化，即得所述改性活性焦。
[0018] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述主成份的比表面積為200-800m2/g。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所配置浸漬溶液的溶劑為水。
[0020] 在步驟1)中，所述浸漬的方法為所述活性組分的溶液等體積浸漬在所述主成。
[0021] 在步驟2)中，所述靜置時(shí)間為l_3h。
[0022] 在步驟3)中，所述空氣溫度為60-80 °C，所述干燥時(shí)間為2_6h。
[0023] 在步驟4)中，所述活化溫度為300-700°C，所述活化時(shí)間為l_3h。
[0024] 本發(fā)明的原料是炭基材料（活性焦或活性炭）以及活性組分Fe或Co或Ni或Al 或Mn或Cu的硫酸鹽、硝酸鹽的至少一種，其來源廣泛、易獲取、成本低、制備及再生方法簡 單。
[0025] 用本發(fā)明中的制備方法制備的改性活性焦具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0026] (1)本發(fā)明制備的改性活性焦比表面積大、活性高、穩(wěn)定性好、低溫催化脫硝效果 好。在60?150°C范圍內(nèi)的長時(shí)間模擬實(shí)驗(yàn)中，脫硝效率90%以上，并且耐受體系中高濃 度SOjP CO等組分的干擾。
[0027] (2)本發(fā)明制備的改性活性焦，可以將SO2氧化為S03, WH2SO4或（NH4)2SO4形式儲(chǔ) 存，當(dāng)改性活性焦吸附飽和后，可以通過熱氮?dú)馐怪偕?。這樣改性活性焦在治理scv污染 物的同時(shí)回收利用了硫資源。
[0028] (3)本發(fā)明制備的改性活性焦，可以根據(jù)主成份材料的不同，制成顆粒狀、柱狀、蜂 窩狀等各種形狀，機(jī)械性能好，有利于在移動(dòng)床、流化床操作中的應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所涉及的制備方法作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的制備方法僅僅 是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還 可以根據(jù)這些方法獲得其他的方法。
[0030] 作為發(fā)明的具體實(shí)施例1，將0. Imol硫酸銅溶解于IL水中，室溫下等體積浸漬活 性焦顆粒3小時(shí)，其中活性焦顆粒比表面積300m2/g ;在80°C下干燥2小時(shí)，再于500°C氮?dú)?氛圍中焙燒3小時(shí)，得到低溫下能夠同時(shí)脫硫脫硝的改性活性焦。
[0031] 作為發(fā)明的具體實(shí)施例2,將0. Imol硫酸銅和0. Imol硫酸錳溶解于IL水中，室 溫下等體積浸漬活性焦顆粒3小時(shí)，其中活性焦顆粒比表面積300m2/g ;在80°C下干燥2小 時(shí)，再于500°C氮?dú)夥諊斜簾?小時(shí)，得到低溫下能夠同時(shí)脫硫脫硝的改性活性焦。
[0032] 作為發(fā)明的具體實(shí)施例3,將0. Imol硫酸銅和0. 05mol硝酸鎳溶解于IL水中，室 溫下等體積浸漬活性焦顆粒3小時(shí)，其中活性焦顆粒比表面積300m2/g ;在80°C下干燥3小 時(shí)，再于500°C氮?dú)夥諊斜簾?小時(shí)，得到低溫下能夠同時(shí)脫硫脫硝的改性活性焦。
[0033] 作為發(fā)明的具體實(shí)施例4,將0. Imol硫酸銅溶解于IL水中，室溫下等體積浸漬活 性炭顆粒3小時(shí)，其中活性炭顆粒比表面積800m2/g ;在80°C下干燥3小時(shí)，再于400°C氮?dú)?氛圍中焙燒2小時(shí)，得到低溫下能夠同時(shí)脫硫脫硝的改性活性焦。
[0034] 實(shí)施例1-4、實(shí)施例5的脫硫脫硝活性焦與普通脫硫活性焦的性能對(duì)比：
[0035] 本實(shí)施例中所用普通活性焦為現(xiàn)有市場上可以購買到的活性焦。
[0036] 說明書中所提到的煙氣中的硫和硝主要指SO2氣體和NO氣體，檢測儀器為現(xiàn)有市 場上可以購買到的一種在線紅外煙氣分析儀，型號(hào)為Gasboard-3000。分析儀器自動(dòng)測定煙 氣中SO2氣體和NO氣體的濃度，然后將濃度信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算即可得到改性活性 焦脫硫脫銷的效率。
[0037] 實(shí)施例1-4制得的脫硫脫硝改性活性焦與普通脫硫活性焦的性能對(duì)比如表1所 不O
[0038] 表1實(shí)施例1-4制得的脫硫脫硝改性活性焦與普通脫硫活性焦的性能對(duì)比
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種脫硫脫硝的改性活性焦，其特征在于： 所述改性活性焦包括主成分和活性組分； 所述主成分為活性焦或活性炭，所述活性組分為硫酸鐵、硝酸鐵、硫酸鈷、硝酸鈷、硫酸 鎳、硝酸鎳、硫酸鋁、硝酸鋁、硫酸錳、硝酸錳、硫酸銅、硝酸銅中的至少一種。
2. -種脫硫脫硝的改性活性焦的制備方法，其特征在于： 所述改性活性焦的制備原料包括主成分和活性組分，且二者的質(zhì)量百分比如下： 主成分：70?100% ; 活性組分：〇?30% ; 其中，所述主成份為活性焦或活性炭，所述活性組分為硫酸鐵、硝酸鐵、硫酸鈷、硝酸 鈷、硫酸鎳、硝酸鎳、硫酸鋁、硝酸鋁、硫酸錳、硝酸錳、硫酸銅、硝酸銅中的至少一種； 所述制備方法包括以下步驟： 1) 將所述活性組分的溶液浸漬在所述主成份上； 2) 在室溫下靜置； 3) 在空氣中干燥； 4) 在惰性氣氛下活化，即得所述改性活性焦。
3. 如權(quán)利要求2所述的脫硫脫硝的改性活性焦的制備方法，其特征在于： 所述主成份的比表面積為200-800m2/g。
4. 如權(quán)利要求2所述的脫硫脫硝的改性活性焦的制備方法，其特征在于： 所配置浸漬溶液的溶劑為水。
5. 如權(quán)利要求2至4中任一所述的脫硫脫硝的改性活性焦的制備方法，其特征在于： 步驟1)中所述浸漬的方法為所述活性組分的溶液等體積浸漬在所述主成份上。
6. 如權(quán)利要求2至4中任一所述的脫硫脫硝的改性活性焦的制備方法，其特征在于： 步驟2)中所述靜置時(shí)間為l-3h。
7. 如權(quán)利要求2至4中任一所述的脫硫脫硝的改性活性焦的制備方法，其特征在于： 步驟3)中所述空氣溫度為60-80°C，所述干燥時(shí)間為2-6h。
8. 如權(quán)利要求2至4中任一所述的脫硫脫硝的改性活性焦的制備方法，其特征在于： 步驟4)中所述活化溫度為300-700°C，所述活化時(shí)間為l_3h。
9. 一種脫硫脫硝的改性活性焦，其特征在于：由權(quán)利要求2至8任意一項(xiàng)所述的制備 方法制得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脫硫脫硝的改性活性焦及其制備方法，制備原料包括主成分和活性組分，且二者的質(zhì)量百分比為：主成分：70～100％，活性組分：0～30％；其中，所述主成份為活性焦或活性炭，所述活性組分為Fe或Co或Ni或Al或Mn或Cu的硫酸鹽、硝酸鹽中的至少一種；所述制備方法包括以下步驟：1)將所述活性組分的溶液浸漬在所述主成份材料上；2)在室溫下靜置；3)在空氣中干燥；4)在惰性氣氛下活化，即得所述改性活性焦。本發(fā)明中的制備方法，原料來源廣泛、易獲取、成本低。該制備方法制得的改性活性焦比表面積大、活性高、穩(wěn)定性好，低溫催化脫硝效果好。
【IPC分類】B01J20-20, B01J23-889, B01D53-60, B01J23-72, B01J23-755, B01J20-30, B01D53-86
【公開號(hào)】CN104525116
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410851400
【發(fā)明人】潘敏, 傅月梅, 張九杉, 翁淑容
【申請(qǐng)人】上?？肆颦h(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日