br> a.采用原料一為含有錳、鐵、鋁、硅及鈣的錳渣，根據(jù)對氮氧化物污染氣體進行催化反應處理的催化反應器對催化劑粒度的要求，將選用的錳渣采用濕法球磨的方式將錳渣球磨6h后烘干，制備成適合催化反應器使用的富錳渣固體粉末；采用原料二為電鍍廢水；
b.氨水活化過程:對在步驟a中采用的富錳渣固體粉末進行活化處理，將富錳渣固體粉末投加至質(zhì)量分數(shù)為10%的氨水溶液中攪拌3小時后進行固液分離，將固體水洗3-5次去除可溶性離子之后烘干，即得到活化后的錳渣；
c.按照在步驟a中采用的原料二電鍍廢水中的總金屬含量與經(jīng)步驟b活化制備的錳渣中的總金屬含量的摩爾比例為1:5的比例，將活化后錳渣與原料二電鍍廢水進行混合，120°C微波加熱30min，取出后靜置冷卻，得到混合物；
d.將在步驟c中制備的混合物進行攪拌，并加入10%的氨水溶液，使pH值控制在8-9范圍內(nèi)，充分攪拌2h后，進行固液分離并150°C烘干，得到混合沉淀物；混合沉淀物作為復合催化劑的混合原料，當復合催化劑合成后，電鍍廢水中各金屬離子濃度大幅降低，達到排放標準；
e.將經(jīng)過步驟d烘干后得到的混合沉淀物在650°C下煅燒3小時，即得到制備得到適合催化反應器使用粒度要求的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑，復合催化劑主要金屬成分及質(zhì)量百分比含量為:含24%的Mn、7%的Cr、8%的Al、3%的Fe、1%的Mg、1%的Ca及1% 的 Zn ；
f.在催化反應器中進行催化反應，將在步驟e中制備的復合催化劑0.2g填入催化反應器的石英反應管中，然后進行氣體引入，將收集的待處理的NO污染氣體、氨氣、氧氣按比例通入催化反應器，控制各氣體流量使得反應空速為14400h \催化反應溫度控制在100°C，利用在步驟e中制備的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑，對含有NO污染物濃度為500ppm待處理污染氣體進行處理，去除待處理污染氣體中的NO污染物，氣體中NO濃度都能達到排放標準；
g.更換催化劑:當復合催化劑失活時，需要及時對催化劑進行更換以取得良好的NO處理效果，最終使氣體中NO濃度都能達到排放標準。
[0013]本實施例首先將富錳渣用氨水進行活化處理，使包裹在內(nèi)的金屬活性位點暴露于表面，之后與電鍍廢水混合，以氨水為沉淀劑將廢水中金屬離子沉淀在錳渣表面；隨后通過高溫煅燒制備得到二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑結(jié)構(gòu)。所制備的復合催化劑在低溫下高效催化分解N0污染氣體，其催化機理在與其具有大比表面積及豐富的高活性催化位點，同時所富含的多種變價金屬間的電子轉(zhuǎn)移能夠使其長時間保持高效的N0催化活性。
[0014]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，以電站燃煤鍋爐所產(chǎn)生煙氣的工業(yè)煙氣脫硝工藝為例，煙氣量為2000-5000 m3/h ;鍋爐煙氣先后通過除塵器和脫硫塔進行除塵脫硫；除塵脫硫后，煙氣溫度為80-90°C，NOji度為250-300 mg/m3, 302濃度小于300 mg/m3，脫銷還原劑為氨氣。
[0015]一種利用富錳渣及電鍍廢水制備二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑去除N0X污染氣體的方法，步驟如下:
a.本步驟與實施例一相同；
b.本步驟與實施例一相同；
c.本步驟與實施例一相同；
d.本步驟與實施例一相同；
e.本步驟與實施例一相同；
f.在催化反應器中進行催化反應，將在步驟e中制備的復合催化劑填入脫硝裝置中，厚度約為0.lrn，然后進行煙氣通入，并同時通入氨氣作為還原劑，催化反應空速約為3500h\脫硝后采用煙氣分析儀監(jiān)測其污染氣體濃度；
g.經(jīng)過5天連續(xù)脫硝測試，脫硝效率維持在99%以上。
[0016]在本實施例中，對于500ppm以下的NOx污染氣體，所制備的催化劑能夠在80-100°C的低溫下達到99.9%以上的去除率。
[0017]上面對本發(fā)明實施例進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術方案的精神實質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑的制備方法及處理氮氧化物污染氣體的方法的技術原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于處理氮氧化物污染氣體的催化劑的制備方法，其特征在于，步驟如下：a.采用原料一為含有錳、鐵、鋁、硅及鈣的錳渣，其中錳含量和硅含量均分別為20-30%，鋁含量為8-20%，鐵含量為3-10%，鈣含量低于5% ;采用原料二為總金屬含量大于3500ppm的電鍍廢水，電鍍廢水中的鉻含量大于3000ppm，鋅含量大于200ppm ;b.氨水活化過程：對在所述步驟a中采用的原料一進行活化處理，將原料一投加至質(zhì)量分數(shù)為5-10%的氨水溶液中攪拌2-3小時后進行固液分離，將固體水洗去除可溶性離子之后烘干，即得到活化后的錳渣；c.按照在所述步驟a中采用的原料二電鍍廢水中的總金屬含量與經(jīng)所述步驟b活化制備的錳渣中的總金屬含量的摩爾比例為1:1~1:5的比例，將活化后錳渣與原料二電鍍廢水進行混合，120°C微波加熱30min，取出后靜置冷卻，得到混合物；d.將在所述步驟c中制備的混合物進行攪拌，并加入5-10%的氨水溶液，使pH值控制在8-9范圍內(nèi)，充分攪拌l-2h后，進行固液分離并烘干，得到混合沉淀物；e.將經(jīng)過所述步驟d烘干后得到的混合沉淀物在500-700°C下煅燒，即得到二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑。2.根據(jù)權利要求1所述二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑處理氮氧化物污染氣體的方法，其特征在于：在所述步驟a中，根據(jù)對氮氧化物污染氣體進行催化反應處理的催化反應器對催化劑粒度的要求，將選用的原料一錳渣制備成適合催化反應器使用的富錳渣固體粉末；然后在所述步驟b中進行氨水活化過程；最終在所述步驟e中制備得到適合催化反應器使用粒度要求的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑。3.根據(jù)權利要求2所述二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑處理氮氧化物污染氣體的方法，其特征在于：在所述步驟a中，采用濕法球磨的方式將錳渣球磨4-6h后烘干，得粉末狀錳渣。4.一種利用權利要求1所述利用富錳渣及電鍍廢水制備用于處理氮氧化物污染氣體的催化劑的方法來制備的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑，用于處理氮氧化物污染氣體的方法，其特征在于，步驟如下：①在所述步驟a中，根據(jù)對氮氧化物污染氣體進行催化反應處理的催化反應器對催化劑粒度的要求，將選用的原料一錳渣制備成適合催化反應器使用的富錳渣固體粉末，然后在所述步驟b中進行氨水活化過程，最終在所述步驟e中制備得到適合催化反應器使用粒度要求的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑；②在催化反應器中進行催化反應，在不高于100°C的催化反應溫度下，利用在所述步驟①中制備的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑，去除待處理污染氣體中的NOx污染物。5.根據(jù)權利要求4所述二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑用于處理氮氧化物污染氣體的方法，其特征在于：在所述步驟②中，利用在所述步驟①中制備的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑，在80~100°C的催化反應溫度下，對含有NOx污染物濃度為500ppm以下待處理污染氣體進行處理。6.根據(jù)權利要求4或5所述二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑用于處理氮氧化物污染氣體的方法，其特征在于：在所述步驟②中，通入NO/污染氣體，用煙氣分析儀監(jiān)測NOx氣體的濃度變化，同時通入氨氣和氧氣，順3與NOx均控制為總氣體流量的0. 1%，0 2流量控制為總氣體流量的2%，空速比控制在20000以下，在所述步驟①中制備的二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑的作用下選擇催化還原NOx污染氣體。7.根據(jù)權利要求4或5所述二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑用于處理氮氧化物污染氣體的方法，其特征在于:待處理污染氣體中含有的NOx污染物至少包括NO、N20、N02、N204物質(zhì)ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于處理氮氧化物污染氣體的催化劑的制備方法和處理氮氧化物污染氣體的方法，屬廢棄物資源化及污染氣體防治的環(huán)境保護技術領域。本發(fā)明首先將富錳渣用氨水進行活化處理，使包裹在內(nèi)的金屬活性位點暴露于表面，之后與電鍍廢水混合，以氨水為沉淀劑將廢水中金屬離子沉淀在錳渣表面；再通過高溫煅燒制備得到二氧化硅負載多金屬氧化物復合催化劑結(jié)構(gòu)。本發(fā)明制備的復合催化劑在低溫下高效催化分解NOx污染氣體，催化劑具有大比表面積及豐富的高活性催化位點，同時富含多種變價金屬間的電子轉(zhuǎn)移能使其長時間保持高效的NOx催化活性，實現(xiàn)有效資源化利用富錳渣和電鍍廢水，并且高效、低溫處理NOx污染氣體。
【IPC分類】B01D53/90, B01J23/889, B01D53/86, B01D53/56
【公開號】CN105344358
【申請?zhí)枴緾N201510613215
【發(fā)明人】張佳, 劉露, 李曉曼, 魏鳳, 劉齊珍, 錢光人, 周吉峙
【申請人】上海大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月24日