一種同時脫除一氧化氮二氧化硫汞催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種同時脫除一氧化氮二氧化硫汞催化劑的制備方法，屬于催化劑制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]SOJP NO廣泛存在于大氣環(huán)境中，在工業(yè)生產(chǎn)和使用過程中排放到大氣環(huán)境，會對環(huán)境和人體造成嚴(yán)重的污染和危害。二氧化硫和一氧化氮能與空氣中的水氣結(jié)合形成酸霧。不僅腐蝕金屬、器材，沉降到地面還會破壞土壤和水質(zhì)。同時，氮氧化物中的一氧化氮還會引起光化學(xué)反應(yīng)，形成二次污染，帶來更為嚴(yán)重環(huán)境問題。二氧化硫?yàn)闊o色氣體具有強(qiáng)烈刺激性氣味，主要影響呼吸道，會對人的結(jié)膜和上呼吸道粘膜產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激。此外，so2、NO、Hg都具有較強(qiáng)的毒性，吸入會對人類身體健康構(gòu)成極大的威脅。
[0003]一般情況下，SO^ NO的脫除方法包括吸附法、吸附-催化氧化法、氣固催化法、電子活化氧化法、濕法及氧化法等。吸附催化氧化法是利用催化劑將SOjp NO吸附在材料表面或孔道之內(nèi)，再利用活性組分的氧化性將NO和SO2氧化，然后再脫除的過程。這是因?yàn)镹O2和硫酸鹽的去除比NO和502更容易。同時吸附催化法的精度高、投資和操作費(fèi)用較低、基本上沒有動力消耗。當(dāng)原料氣含硫量較低或氣體流量較小時，吸附催化氧化法的效果較為理想。Hg的脫除方法一般采用吸附法-催化氧化法，將單質(zhì)Hg轉(zhuǎn)化為HgO。
[0004]吸附-催化氧化法同時脫除SO2、NO、Hg的原理是:利用介孔氧化硅材料強(qiáng)大的比表面積將污染物吸附于材料表面或孔道內(nèi)，然后利用載體上活性組分的強(qiáng)氧化性將so2、NO,Hg氧化成高價態(tài)硫化物、勵2和HgO。吸附-催化氧化法的反應(yīng)溫度一般低于200°C，并且能耗較低，副反應(yīng)較少，且大部分原料氣中含有所需的氧氣。與此同時，低溫吸附-催化氧化S02、N0和Hg的過程可避免原料氣裂解、二次污染物副反應(yīng)的發(fā)生，所以該法成為目前同時脫除S02、NO和Hg研宄領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一。
[0005]中國專利EP 0560991公開了名稱為“可熱再生的一氧化氮吸附劑”的發(fā)明，NOxK附劑包含負(fù)載于氧化鋁上的賤金屬材料(例如堿金屬、堿土金屬或稀土金屬)和貴金屬(例如鉬)。EP 0560991中，從富氧氣體吸附NOx的機(jī)制為氧氣(O 2)以02的形式沉積在鉬表面，氣體中的一氧化氮(NO)與O2在鉬表面反應(yīng)生成NO 2 (2N0+02 — 2N02)。依照所述機(jī)制，部分NO2隨后在鉬上氧化并吸附到吸附劑(例如氧化鋇(BaO))。與BaO結(jié)合同時，NOx以硝酸根離子顯3的形式在吸附劑擴(kuò)散。所得的再生催化劑活性很高，且優(yōu)于新鮮催化劑。
[0006]中國專利CN 201110247024公開了名稱為“二氧化硫稻草稻桿吸附劑的制備和使用方法”的發(fā)明，將稻草秸桿洗滌、烘干、粉碎；將稻草秸桿粉末浸泡于溶脹劑，充分溶脹后用水洗滌至中性，過濾烘干；溶脹處理后的稻草秸桿粉末再浸泡于氧化劑溶液，充分浸泡后進(jìn)行洗滌過濾；將氧化劑處理后的稻草秸桿粉末與胺化劑溶液于70?90°C下進(jìn)行胺化反應(yīng)，充分反應(yīng)后經(jīng)洗滌過濾烘干，即制備得到可用于SO2吸附的稻草秸桿吸附劑。
[0007]中國專利CN 101985099A公開了名稱為“一種煙氣脫汞吸附劑及其制備方法”的發(fā)明，該煙氣脫汞吸附劑為利用鹵化銨鹽改性的生物質(zhì)熱解焦。即把生物質(zhì)熱解焦放入裝有鹵銨鹽溶液的容器中浸漬，并連續(xù)攪拌8?12h ;過濾去除生物質(zhì)熱解焦水份，45?50°C下烘干即可。本發(fā)明將生物質(zhì)熱解焦用于制備煙氣脫汞吸附劑是生物質(zhì)的一種全新的利用方式，是生物質(zhì)可再生能源的資源化利用。這種吸附劑制取方法簡單、成本低、能夠有效吸附煙氣中汞，該方法能夠促進(jìn)生物質(zhì)類可再生能源的規(guī)模化高效利用。
[0008]目前，關(guān)于利用介孔材料為載體吸附-催化氧化同時脫除一氧化氮、二氧化硫、汞催化劑的制備方法未見到報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種吸附-催化氧化同時脫除一氧化氮二氧化硫汞催化劑的制備方法，該方法具體操作如下:
(1)按l~5g/100ml的比例將十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨溶解于的蒸餾水中，并攪拌至溶解；
(2)用堿液調(diào)節(jié)步驟(I)中溶液的PH值為10?14，并攪拌10?30分鐘；
(3 )按步驟(2 )得到的溶液與銅鹽/鋁鹽體的積比為1:1~5:1的比例在步驟(2 )得到的溶液中分別加入質(zhì)量百分比相同的銅鹽和鋁鹽；待銅鹽和鋁鹽完全溶解后按步驟(2)得到的溶液與正硅酸乙酯體積比為10:1-30:1的比例混合溶液中加入正硅酸乙酯并在30?50°C超聲浸漬I?6小時；
(4)步驟(3)中得到的混合溶液倒入反應(yīng)釜中，100?150°C下結(jié)晶24?72小時，然后將所得粉末用蒸餾水洗滌、過濾直至在濾液中檢測不到金屬離子；
(5)將步驟(4)得到的固體物質(zhì)在100?150°C下干燥12?60小時，最后將白色粉末置于焙燒爐中，以I?5°C /min升溫至400?600°C恒溫3?6小時，自然冷卻至室溫后得到同時脫除一氧化氮、二氧化硫、汞催化劑。
[0010]本發(fā)明步驟(2)中所述的堿液為I?5mol/L的氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉的一種。
[0011]本發(fā)明所述銅鹽為氯化銅、硫酸銅、硝酸銅、乙酸銅中的一種或多種，其質(zhì)量百分比濃度為1~40%。
[0012]本發(fā)明所述鋁鹽為偏鋁酸鈉和/或氯化鋁，其質(zhì)量百分比濃度為1~40%。
[0013]本發(fā)明中制備得到的同時脫除一氧化氮、二氧化硫、汞催化劑為負(fù)載了活性組分的介孔氧化硅材料。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明制備方法操作簡單，金屬鹽浸漬劑廉價易得，制備的介孔氧化硅材料具有巨大的比表面積和良好的水熱穩(wěn)定性，在較低溫度下也具有較好的脫除效果，并且材料易于再生，為干法同時脫硫脫硝脫汞提供廣闊的發(fā)展前景。
【附圖說明】
[0015]圖1為負(fù)載不同含量的偏鋁酸鈉和氯化銅催化劑對NO催化轉(zhuǎn)化效率；
圖2為負(fù)載不同含量的偏鋁酸鈉和氯化銅催化劑對302的催化轉(zhuǎn)化效率；
圖3為負(fù)載不同含量的偏鋁酸鈉和氯化銅催化劑對Hg的催化轉(zhuǎn)化效率。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述描述本發(fā)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍并不限于如下所述內(nèi)容。
[0017]測試以下實(shí)施例中吸附催化劑的活性可以用和S0#P NO的轉(zhuǎn)化率來表示。
[0018]實(shí)施例1
按照lg/100ml的比例將十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨，加入200ml的蒸餾水，在30°C下定速攪拌20分鐘，直至表面活性劑完全溶解；加入lmol/L的濃氨水用蒸餾水調(diào)節(jié)PH值在10，再加入5%的偏鋁酸鈉(50ml)和5%的氯化銅溶液(50ml)，在30°C下定速攪拌20分鐘，直至完全溶解；加入正硅酸乙酯10 ml ;在30°C下定速超聲浸漬6小時，將制得的白色乳液置于高壓反應(yīng)釜中100°C下反應(yīng)24小時，結(jié)晶后的在100°C干燥60小時，再將干燥后的材料在400°C下以1°C /min進(jìn)行升溫進(jìn)行焙燒6小時；自然冷卻至室溫，即制得所需催化劑。
[0019]催化劑的活性測試在反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)條件為:N0濃度800mg/Nm3、SO2濃度1800mg/Nm3、相對濕度49%、空速150001Γ1、反應(yīng)溫度90°C、氧氣含量10%，反應(yīng)出口未檢測到SO2, NO和Hg，且N0、S02& Hg的轉(zhuǎn)化率結(jié)果見圖1~3，可以看出，當(dāng)偏鋁酸鈉和氯化銅的負(fù)載量為5%時，NO、SOjP Hg的轉(zhuǎn)化率維持在100%的時間分別為150min、210min和90min，如圖1~3所示。
[0020]實(shí)施例2
按照2g/100ml的比例將十六烷基三甲基溴化銨或