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一種煙氣脫硫催化劑的制作方法

文檔序號(hào):12327266閱讀:790來(lái)源:國(guó)知局
本發(fā)明屬于化學(xué)化工
技術(shù)領(lǐng)域
,具體涉及催化劑
技術(shù)領(lǐng)域
,特別涉及一種煙氣脫硫催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)
:在當(dāng)今世界,環(huán)境污染是全人類共同關(guān)注的問(wèn)題,也是制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題。人類在利用能源促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也為能源的使用付出了代價(jià),如燃煤過(guò)程中SO2的排放對(duì)空氣造成污染,以及所帶來(lái)的次生災(zāi)害--酸雨。SO2污染控制是我國(guó)目前大氣污染控制領(lǐng)域最緊迫的任務(wù),若不采取有效的削減措施,2020年我國(guó)SO2排放量將達(dá)到3500萬(wàn)噸,這將對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及自然環(huán)境造成不可估量的損失,因此對(duì)SO2的排放控制問(wèn)題急待解決。目前工業(yè)上使用的脫硫法有以下幾類:濕法脫硫(石膏法、鈉堿吸收法等)、半干法脫硫(旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、增濕灰循環(huán)脫硫等)、干法脫硫(電子束照射法等)等。這幾種脫硫方法都存在著不同程度的缺陷和不足。例如,建設(shè)費(fèi)用高,產(chǎn)生的脫硫物較難處理,有二次污染,系統(tǒng)復(fù)雜,啟停不便,脫硫系統(tǒng)存在磨損堵塞等問(wèn)題。然而,活性焦催化氧化脫硫材料及設(shè)備能夠避免上述其他脫硫裝置所帶來(lái)的一系列負(fù)面問(wèn)題?;钚越故且院置簽橹饕涎兄瞥龅囊环N具有吸附劑和催化劑雙重性能的粒狀物質(zhì)。不僅如此,活性焦因結(jié)構(gòu)上中孔發(fā)達(dá),表現(xiàn)在性能指標(biāo)上碘值有所降低,但亞甲藍(lán)值、糖蜜值大為增高,從而在應(yīng)用上具有能吸附大分子、長(zhǎng)鏈有機(jī)物的特性,既有活性炭的特點(diǎn),同時(shí)又避免了活性炭?jī)r(jià)格高、機(jī)械強(qiáng)度低和易粉碎等缺點(diǎn)?;钚越姑摿蛐阅芨?,制造成本低,而且作為脫硫劑,可以反復(fù)使用。同時(shí),活性焦催化氧化脫硫材料能夠?qū)煔馀欧诺腟O2回收用于補(bǔ)充國(guó)內(nèi)短缺的硫資源。所以活性焦脫硫材料研究在工業(yè)脫硫中不僅具有重要的應(yīng)用價(jià)值,對(duì)于環(huán)境保護(hù)也具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種適宜工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,生產(chǎn)溫度等工業(yè)生產(chǎn)條件下使用,并具有脫硫性能的煙氣脫硫催化劑。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種煙氣脫硫催化劑,其由如下方法制備得到:一種煙氣脫硫催化劑,其通過(guò)如下方法制備得到:(1)將活性焦與稀酸溶液,按照液固比例為1-5:1,放置在高溫高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行處理,然后去離子水浸泡,再真空烘干,得到活性焦C1,(2)將活性焦C1浸漬在鉀鹽溶液中,再次真空烘干,得到活性焦C2,(3)將活性焦C2高溫煅燒處理制備得到煙氣脫硫催化劑。本發(fā)明煙氣脫硫催化劑各組分重量百分比為:活性焦90.9-95.2%,鉀鹽4.8-9.1%。優(yōu)選地,所述的稀酸溶液選自H2SO4,HNO3,HCl中的一種,稀酸溶液的質(zhì)量濃度為5%-10%。優(yōu)選地,所述的活性焦顆粒尺寸在10-30目。優(yōu)選地,所述步驟(1)中的高溫高壓反應(yīng)釜中處理?xiàng)l件為:溫度150-300℃,時(shí)間1-3h,壓力1-7MPa。優(yōu)選地,所述步驟(1)中的去離子水浸泡8-24小時(shí)。優(yōu)選地,所述步驟(1)中的真空烘干為烘干溫度80-120℃,干燥時(shí)間為8-24h,干燥爐內(nèi)的真空度小于-0.1MPa。優(yōu)選地,所述步驟(2)中的真空烘干為烘干溫度80-120℃,干燥時(shí)間為8-24h,干燥爐內(nèi)的真空度小于-0.1MPa。優(yōu)選地,所述步驟(2)中鉀鹽溶液選自碳酸鉀、草酸鉀、高錳酸鉀。優(yōu)選地,所述步驟(3)中的高溫煅燒條件為在惰性氣體氣氛下,程序升溫至500℃-680℃,保溫1-5h左右,在惰性氣體氣氛下冷卻至室溫。優(yōu)選地,所述步驟(3)中的高溫煅燒條件為在氮?dú)夥障?℃/min,程序升溫至600℃,保溫1-2h左右,在氮?dú)夥障吕鋮s至室溫。本發(fā)明的催化劑是以草酸鉀為基本的催化劑組份,活性焦為催化劑載體,經(jīng)過(guò)一系列的處理制備而成。本發(fā)明的催化劑的具體制備方法如下:將活性焦與配比好的體積分?jǐn)?shù)固定的稀酸溶液,按照液固體積比為1-5放置在高溫高壓反應(yīng)釜中,設(shè)定溫度150-300℃和反應(yīng)時(shí)間1-3h,待反應(yīng)結(jié)束,儀器冷卻取出活性焦,用去離子水沖洗浸泡,然后將活性焦放置真空烘箱中,設(shè)定溫度在80-120℃之間和干燥時(shí)間為8-24h,進(jìn)行烘干處理。此方法制備活化的活性焦編號(hào)為A1。將A1放入鉀鹽溶液中,浸漬數(shù)小時(shí),或采用等體積浸漬后,放置一段時(shí)間,然后在真空烘箱中干燥,真空烘箱的溫度為80-120℃,干燥時(shí)間為8-24h。此方式負(fù)載后的炭材料記編號(hào)為A2。將A2放置在N2保護(hù)無(wú)氧的管式爐內(nèi)進(jìn)行煅燒,管式爐采用程序升溫,且進(jìn)行保溫程序設(shè)置。此方式煅燒制得活性焦脫硫催化劑記為K/AC。將該活性焦脫硫劑K/AC20g置于固定床反應(yīng)器中,升溫至120℃,通入模擬煙氣測(cè)試,模擬煙氣組成為SO2:900ppm、O2:10%、平衡氣:N2、氣體流量:900ml/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:脫硫效率高于95%維持時(shí)間為255分鐘;飽和硫容為8.1g/100g脫硫劑。本發(fā)明的煙氣脫硫催化劑適宜工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,生產(chǎn)溫度(80-140℃)條件下使用,并具有脫硫性能,脫硫效率高于95%維持時(shí)間255分鐘以上,且可反復(fù)再生。此外,本發(fā)明催化劑的生產(chǎn)原料易得、價(jià)格低廉,生產(chǎn)應(yīng)用成本較??;同時(shí)具有較高的催化氧化脫硫性能;不僅如此,此催化劑也易再生,再生十次后脫硫性能良好??蓮V泛運(yùn)用于鋼鐵企業(yè)、煙煤電廠、煙煤窯爐、冶金行業(yè)等大型煙氣排放企業(yè)的催化脫硫。具體實(shí)施方式下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步闡述,但本發(fā)明的內(nèi)容不限于此。本發(fā)明說(shuō)明書中的實(shí)施方式僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明,其并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍起到限定作用。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求限定,本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上所做的任何省略、替換或修改都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1將活性焦利用物理裝置進(jìn)行粉碎,帥選出粒徑尺寸大小在10-30目的活性焦。利用電子天平秤取30g活性焦,再用量筒量取出預(yù)先配比好的稀硝酸溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5-10%)100ml。將活性焦放入高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)襯中,然后倒入秤取好的稀硝酸溶液。使其溫度在200-250℃下反應(yīng)2-3h。冷卻,取出半焦清洗,放置在真空烘箱內(nèi)烘干,將上述改性后的活性焦記作A1.通入模擬煙氣測(cè)試,模擬煙氣組成為SO2:900ppm、O2:10%、平衡氣:N2、氣體流量:900ml/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:脫硫效率高于95%維持時(shí)間為10分鐘。實(shí)施例2將A1放入草酸鉀鹽溶液中,浸漬0.5-24小時(shí),或采用等體積浸漬后,放置0.5-5小時(shí),然后在120℃干燥8小時(shí),此方式負(fù)載后的炭材料記編號(hào)為A2。將A2放置在N2保護(hù)無(wú)氧的環(huán)境下進(jìn)行煅燒,煅燒溫度設(shè)定在500-600℃,煅燒時(shí)間2小時(shí)左右,制得K/AC活性焦脫硫催化劑,其含5-15wt%的K鹽。秤取該活性焦脫硫劑20g放置于固定床反應(yīng)器中,升溫至120℃,通入模擬煙氣測(cè)試,模擬煙氣組成為SO2:900ppm、O2:10%、平衡氣:N2、氣體流量:900ml/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:脫硫效率高于95%維持時(shí)間為255分鐘;飽和硫容為8.1g/100g脫硫劑。實(shí)施例3將A1放入草酸鉀鹽溶液中,浸漬0.5-24小時(shí),或采用等體積浸漬后,放置0.5-5小時(shí),然后在120℃干燥8小時(shí),此方式負(fù)載后的炭材料記編號(hào)為A2。將A2放置在N2保護(hù)無(wú)氧的環(huán)境下進(jìn)行煅燒,煅燒溫度設(shè)定在500-600℃,煅燒時(shí)間2小時(shí)左右,制得K/AC活性焦脫硫催化劑,其含5-15wt%的K鹽,然后對(duì)其進(jìn)行脫硫測(cè)試記作A3。將A3放置管式爐中,N2保護(hù),溫度設(shè)定在500-600℃,時(shí)長(zhǎng)2小時(shí),記作A4。依照測(cè)試A2的脫硫方法,測(cè)試再生后的半焦脫硫能力,發(fā)現(xiàn)其脫硫能力為A2的95%-100%。然后依次再生測(cè)試,負(fù)載后的脫硫催化材料再生使用壽命達(dá)10次以上。實(shí)施例4-6將A1放入不同的鉀鹽溶液中,(包括:碳酸鉀,硫酸鉀,高錳酸鉀)浸漬0.5-24小時(shí),或采用等體積浸漬后,放置0.5-5小時(shí),然后在120℃干燥8小時(shí),此方式負(fù)載后的炭材料記編號(hào)為A2。將A2放置在N2保護(hù)無(wú)氧的環(huán)境下進(jìn)行煅燒,煅燒溫度設(shè)定在500-600℃,煅燒時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)左右,制得K/AC活性焦脫硫催化劑,其含5-15wt%的K鹽。秤取該活性焦脫硫劑20g放置于固定床反應(yīng)器中,升溫至120℃,通入模擬煙氣測(cè)試,模擬煙氣組成為SO2:900ppm、O2:10%、平衡氣:N2、氣體流量:900ml/min。脫硫效率高于95%的維持時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表:鉀鹽K2CO3K2SO4KMnO4脫硫時(shí)間(分鐘)238220227上述實(shí)例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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