[发明专利]一种自更新长效高活性脱硝催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种自更新长效高活性脱硝催化剂的制备方法。

背景技术

随着经济的不断发展，化石燃料的燃烧量不断增加，包括氮氧化物的污染气体排放量急增。氮氧化物的种类繁多，以一氧化氮和二氧化氮为主，对环境造成了较大的破坏，为了减少氮氧化物的污染，脱硝催化剂的开发和应用受到了人们的重视。

目前，应用较多的脱硝技术是选择性催化还原法(SCR)。SCR脱硝工艺的关键是催化剂。如今工业应用的催化剂多为以TiO₂为基体，以钨和钒的氧化物为活性组分。成型工艺多选择直接挤出成型。该类型催化剂为均质催化剂，催化剂整体均具有催化活性。催化还原反应主要是在脱硝催化剂表面进行的，脱硝催化剂的比表面积和微孔特性在很大程度上决定了SCR反应的性能。常用的低温SCR脱硝催化剂主要有碳基团脱硝催化剂、金属氧化物脱硝催化剂、沸石分子筛型脱硝催化剂以及贵金属脱硝催化剂。其中，金属氧化物脱硝催化剂经过发展，形成的复合金属氧化物脱硝催化剂的低温脱硝活性较高，受到了人们的重视。

大量研究表明，复合氧化物的锰基脱硝催化剂，如MnO_x-CeO₂、MnO_x-FeO_x和MnO_x-CuO₂具有较好的低温NH₃-SCR活性。申请号为201410086510.5的专利公开了一种复合氧化物脱硝催化剂的共沉淀制备方法，在溶剂存在的条件下，将硫酸铝、硫酸钛、钒酸铵、九水硅酸钠和钨酸铵、氯化锰、硝酸镍、硝酸钴、硝酸铬中的至少一种混合反应，将得到的反应产物置于马沸炉中焙烧，得到复合氧化物脱硝催化剂。现有技术提供的这种共沉淀法制备得到的脱硝催化剂的比表面积较小、而且脱硝催化剂内部孔道少、有效活性位利用率不高，使得这种脱硝催化剂的脱硝活性较差。且催化剂的磨蚀和破裂损坏达到一定的程度后，需要对催化剂进行更换，从而缩短了催化剂的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前脱硝催化剂的比表面积较小、内部孔道少导致催化剂的脱硝活性较差，且催化剂的磨蚀和破裂损坏达到一定的程度后，需要对催化剂进行更换，从而缩短了催化剂的使用寿命的问题，提供了一种自更新长效高活性脱硝催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：

（1）称取1～2kg玄武岩粉碎20～30min，得到玄武岩粗块并将其装入纱布袋中，将纱布袋放在发酵罐底部，将猪粪和沼气液混合得到混合液，再将得到的混合液装入发酵罐中直至将纱布袋完全浸没，密封发酵罐，发酵；

（2）待发酵结束，取出纱布袋，将纱布袋中的玄武岩粗块立即用液氮喷淋冷冻5～10min，再将冷冻后的玄武岩粗块放入球磨机中研磨1～2h并过200目钢筛，得到过筛玄武岩粉末；

（3）称取18～23g硝酸铁、12～15g硝酸镍、11～13g硝酸铜和3～5g硝酸钯溶于900～1000mL无水乙醇中，得到混合浸渍液，将过筛玄武岩粉末和质量分数为10%醋酸混合后摇床振荡处理7～9h，振荡结束后过滤得到预处理玄武岩粉末；

（4）将50～60g上述预处理玄武岩粉末浸入混合浸渍液中，用磁力搅拌机以300～400r/min转速搅拌浸渍3～5h后过滤得到滤渣，将滤渣放入马弗炉中，加热升温至500～600℃，保温煅烧3～5h后得到催化剂活性体；

（5）称取5～10g粒径为3～5mm的沸石颗粒备用，按重量份数计，称取10～15份聚乙烯醇、10～20份质量分数为10%硅酸钠溶液、30～40份水和70～80份上述催化剂活性体搅拌混合均匀后得到粘稠的催化剂浆料，再将催化剂浆料均匀的涂抹在备用的沸石颗粒表面，控制涂抹厚度为3～5mm，最后放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h后出料，即得自更新长效高活性脱硝催化剂。

步骤（1）中所述的将猪粪和沼气液混合得到混合液的过程中还可以加入猪粪质量10%的硫代硫酸钠。

步骤（1）中所述的猪粪和沼气液的质量比为1:5，发酵温度为35～45℃，发酵时间为20～30天。

步骤（3）中所述的过筛玄武岩粉末和质量分数为10%醋酸的质量比为1:10。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：