[发明专利]高效脱硝炭质多孔材料的制备方法在审
申请号: | 201711087533.8 | 申请日: | 2017-11-08 |
公开(公告)号: | CN107640770A | 公开(公告)日: | 2018-01-30 |
发明(设计)人: | 宋雯;齐嘉豪;金彦任;邢浩洋;张金凤;李爱叶;温宇慧;黄英;陈冬奇;孙梦娟;范斌杰 | 申请(专利权)人: | 山西新华化工有限责任公司 |
主分类号: | C01B32/336 | 分类号: | C01B32/336;C01B32/33;B01D53/02;B01J20/20;B01J20/30 |
代理公司: | 太原科卫专利事务所(普通合伙)14100 | 代理人: | 朱源,武建云 |
地址: | 030008*** | 国省代码: | 山西;14 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 高效 脱硝炭质 多孔 材料 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于脱硝材料的制备技术领域,具体为一种高效脱硝炭质多孔材料的制备方法。
背景技术
近年来,工业上普遍采用钒钛氧化物系列脱硝催化剂,将烟气中的NOx在300-450℃温度下还原为N2,并且显示了较高的脱硝效率。但是,实际现状表明燃煤锅炉排烟温度主要集中在100-150℃。因此,开发高效低温脱硝材料已成为解决低温脱硝技术的当务之急。
多孔炭材料凭借其原材料来源丰富、制造成本低廉、改性方法多种多样,且在适宜的反应条件下显示出良好的脱硝性能,使其在低温脱硝领域具有潜在的应用前景。多孔炭材料的脱硝性能不仅取决于其孔隙结构,而且还受表面化学性质的影响。但从现有研究结果来看,目前报道的多孔炭材料普遍存在吸附能力低、表面官能团数量少、低温脱硝效率低等缺点。鲜有报道表明借助炭材料的表相改性接枝含氧官能团,能够显著提高其脱硝性能。
因此,有必要在现有研究基础之上开发含氧官能团丰富且孔结构发达兼顾高脱硝效率的多孔炭材料。
发明内容
本发明目的是提供一种低温脱硝富氮多孔炭材料的制备方法,采用原料价廉易得、工艺简单可控、操作条件温和、脱硝效率高的方法制备高效脱硝炭质多孔材料。
本发明是采用如下技术方案实现的:
一种低温脱硝富氮多孔炭材料的制备方法,包括以下步骤,
(1)、将质量比为3:1的原煤和兰炭颗粒磨制成250-350目的煤粉;将煤粉与黏合剂、去离子水以65-80:15-30:10-20的质量比在550-650r/min搅拌速度下混合均匀,然后用平模碾压造粒机在25-40MPa压强下挤压成圆柱形,得到成型炭;
(2)、将上述成型炭在高温管式炉中由室温升至550-750℃炭化1-2h,然后将温度升至800-950℃,通入10-30mL/min水蒸气活化1-3h,自然降温至室温得到多孔材料;
(3)、将步骤(2)所得的多孔材料在高温管式炉中由室温升至200-400℃,然后通入30-50mL/min空气,并保持2-4h,然后自然冷却,得到高脱硝效率的炭质多孔材料。
上述制备方法,步骤(1)中,原煤为烟煤、无烟煤、焦煤的一种或多种混合物。黏合剂为淀粉或羧甲基纤维素。
本发明提供的高效脱硝炭质多孔材料的制备方法,原料价廉易得、操作条件温和工艺简单可控,具体以原煤和兰炭颗粒为主要原材料,以粘合剂和去离子水为辅助成型剂,依次经混合、成型、炭化和水蒸气活化,得到多孔炭材料;最后经热空气氧化形成低温高脱硝效率的炭质多孔材料。所得炭质多孔料在不同温度下的脱硝率达70 %以上。
附图说明
图1表示实施例1制备的高效脱硝炭质多孔材料的SEM图(图中a)及其对应的截面图(图中b)。
图2表示实施例2制备的高效脱硝炭质多孔材料的SEM图(图中a)及其对应的截面图(图中b)。
图3表示实施例3制备的高效脱硝炭质多孔材料的SEM图(图中a)及其对应的截面图(图中b)。
图4表示实施例4不同温度下的脱硝应用及对比例1、2不同温度下的脱硝曲线图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例进行详细说明。
本方法通过以原煤和兰炭颗粒为主要原材料,以粘合剂和去离子水为辅助成型剂,依次经混合、成型、炭化和水蒸气活化,得到多孔炭材料;最后经热空气氧化形成低温高脱硝效率的炭质多孔材料,确定了试验所用仪器设备、试验条件、测定步骤及测定结果的处理。为高效脱硝活性炭的制备研究和设计提供理论依据。
实施例1
1、将60g烟煤和20g兰炭颗粒磨制成250目的煤粉;将65g煤粉与15g淀粉、10g去离子水在550r/min搅拌速度下混合均匀,然后用平模碾压造粒机在25MPa压强下挤压成圆柱形,得到成型炭;
2、将上述成型炭在高温管式炉中由室温升至550℃炭化1h,然后将温度升至800℃,通入30mL/min水蒸气活化3h,自然降温至室温得到多孔炭材料;
3、将100g上述多孔材料在高温管式炉中由室温升至200℃,然后通入50mL/min空气,并保持4h,然后自然冷却,得到高脱硝效率的炭质多孔材料。
图1示出了实施例1制备的高脱硝效率的炭质多孔材料的SEM图及其对应的截面图。
实施例2
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