[发明专利]一种提高锅炉热效率降低氮氧化物排放的催化剂组合物

说明书

本发明属于锅炉节能领域，具体涉及一种提高锅炉热效率降低氮氧化物排放的催化剂组合物，以活性氧化铝和石墨烯为复合载体，以二氧化锰和二氧化钛为活性成分，以电气石为辅助活性成分；并提供了该催化剂的制备方法。本发明解决循环流化床锅炉燃烧过程中机械不完全燃烧热损失过高、现有脱硝催化剂易失活中毒的问题，利用电气石与二氧化钛形成表面电子‑空穴结构，大大提升了催化活性，有效的提升了脱硝效率，降低了循环流化床锅炉灰渣的碳含量。

技术领域

本发明属于锅炉节能领域，具体涉及一种提高锅炉热效率降低氮氧化物排放的催化剂组合物。

背景技术

氮氧化物(NO_X)是大气环境的主要污染物之一，会引起酸雨、光化学烟雾等污染，对人体健康和生态环境都有巨大的危害。NO_X主要来源于染料燃烧产生的烟气中，以NO为主，约占NO_X总量的90％以上，其次是NO₂。截止至2012年我国NO_X排放量超过2194万吨，成为世界第一NO_X排放国。以现在的污染物排放水平，到2020年，NO_X的排放量将达到3000万吨。统计表明，我国NO_X排放量的增长导致酸雨污染已经由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变；NO_X也是形成区域细粒子污染和雾霾的重要原因，我国大气能见度日趋下降，雾霾天气不断加重。因此，控制NO_X排放已成为大气污染治理的重要任务，烟气脱硝技术必将成为我国大气污染控制领域的研究重点。

在流化床锅炉燃烧过程中，由于燃烧温度相对较低，机械不完全燃烧的热损失相对较高；实际运行过程中的常规低温催化剂，极易中毒和失活，导致催化剂的使用寿命降低，并在使用过程中造成局部温度偏高。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供本发明解决循环流化床锅炉燃烧过程中机械不完全燃烧热损失过高、现有脱硝催化剂易失活中毒的问题，利用电气石与二氧化钛形成表面电子-空穴结构，大大提升了催化活性，有效的提升了脱硝效率，降低了循环流化床锅炉灰渣的碳含量。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种提高锅炉热效率降低氮氧化物排放的催化剂组合物，以活性氧化铝和石墨烯为复合载体，以二氧化锰和二氧化钛为活性成分，以电气石为辅助活性成分。

所述催化剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将氢氧化铝粉末和石墨烯粉末加入至无水乙醇中低温超声20-40min，然后加入电气石粉搅拌30-50min，得到混合悬浊液；氢氧化铝粉末在无水乙醇中的浓度为30-100g/L，所述石墨烯粉末的的加入量是氢氧化铝粉末的80-90%，所述电气石粉的加入量是氢氧化铝质量的30-40%，所述石墨烯粉末、氢氧化铝粉末和电气石粉均为微米级颗粒，所述低温超声的温度为5-10℃，超声频率为100-200kHz，搅拌速度为1000-2000r/min；

步骤2，将混合悬浊液放入模具中减压蒸馏反应2-4h，恒温挤压1-3h，得到混合固定块；所述减压蒸馏反应的压力为大气压的70-80%，温度为80-90℃，恒温挤压的压力为4-6MPa，温度为80-90℃；

步骤3，将混合固定块放入反应釜活性反应，形成氧化铝-石墨烯载体；所述活化反应的温度为140-150℃；

步骤4，将钛酸正丁酯和氯化锰加入至无水乙醇中恒温搅拌，得到混合醇液；然后将氧化铝-石墨烯载体浸泡至混合醇液1-3min，取出烘干得到镀膜载体；所述钛酸正丁酯在无水乙醇的浓度为80-140g/L，氯化锰在无水乙醇中的浓度为40-70g/L，恒温搅拌的温度为10-20℃，搅拌速度为1000-2000r/min，烘干的温度为75-80℃；