本发明涉及大气污染治理领域，具体的涉及一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺。
背景技术：
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我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我国的能源结构中仍占很大比例，预计在未来10年中煤炭将占能源消费总量的70％左右，由此产生的氮氧化物将对人类和环境构成极大危害。
目前最有效的方法是采用中低温催化还原法来脱除废气中的氮氧化物及SOx，该方法反应温度低，节省成本，最重要的技术是选择合适的催化剂。
技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺，该工艺可有效除去焦炉烟道废气中的氮氧化物和硫化物，采用催化剂吸附量大，可重复利用，活性大。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：
(1)制备SCR催化剂
a)按摩尔比为(1-2)：(1-2)：(2-6)称量铁源、锰源和钛源，并将其溶于水，定容后匀速搅拌0.5-1.5h，得到均匀的前驱体溶液；
b)将步骤a)制得的前驱体溶液在不断搅拌下加入到共沉淀剂中，制得共沉淀初产物，不断搅拌共沉淀初产物至pH为9-11，然后进行老化，得到共沉淀产物；
c)将步骤b)制得的共沉淀产物进行抽滤从而固液分离，并用蒸馏水水洗固体至洗液为中性后，得到黑褐色饼状初产物，将其置于烘箱中干燥，得到黑褐色块状物；
d)将步骤c)制得的黑褐色块状物置于气氛炉内煅烧，煅烧气氛为空气，将煅烧后的黑褐色块状物研磨，过40-60目筛，得到SCR催化剂；
(2)将含氨还原剂、除尘后的焦炉烟道废气分别进入脱硫吸附区，废气中的SOx反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵；
(3)还原剂和未被还原的焦炉烟道废气经降温、增湿、除尘后，进入SCR反应器，在氨气还原剂和SCR催化剂的作用下脱除烟气中的氮氧化物，脱硫脱硝后的废气进行催化剂回收处理后排出，回收处理的催化剂进行脱硫再生和活化处理后循环至SCR反应器中使用。
作为上述技术方案的优选，步骤a)中，所述铁源为九水硝酸铁，锰源为质量百分含量为50％的硝酸锰溶液，钛源为硫酸氧钛。
作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述共沉淀剂为质量百分含量为25％的氨水沉淀剂。
作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述前驱体溶液加入到共沉淀剂中的滴速为100-120滴/min。
作为上述技术方案的优选，步骤b)中，所述老化条件为：55-65℃下匀速搅拌老化1-3h。
作为上述技术方案的优选，步骤c)中，所述干燥条件为：100-110℃ 下干燥8-16h。
作为上述技术方案的优选，步骤d)中，所述煅烧的条件为：马弗炉内于400-800℃下煅烧4-6h。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述含氨还原剂与焦炉烟道废气的质量比为(1-3)：1。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述脱硫吸附区的反应条件为：温度为100-300℃，停留时间为2-5s。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述焦炉烟道废气进入到SCR反应器中的温度为100-400℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用共沉淀的方法来制备SCR催化剂，并合理控制共沉淀的方式，制得的催化剂比表面积大，活性大，用量少，大大减少了脱硫脱硝工艺的成本；
(2)本发明合理控制脱硫脱硝工艺的条件，使得焦炉烟道废气中的污染物去除率高，条件温和，成本低。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：
(1)制备SCR催化剂
a)按摩尔比为1：1：2称量九水硝酸铁、质量百分含量为50％的硝酸锰溶液和硫酸氧钛，并将其溶于水，定容后匀速搅拌0.5h，得到均匀的前 驱体溶液；
b)将步骤a)制得的前驱体溶液在不断搅拌下以100滴/min的速度加入到质量百分含量为25％的氨水沉淀剂中，制得共沉淀初产物，不断搅拌共沉淀初产物至pH为9-11，然后在55℃下匀速搅拌老化1h，得到共沉淀产物；
c)将步骤b)制得的共沉淀产物进行抽滤从而固液分离，并用蒸馏水水洗固体至洗液为中性后，得到黑褐色饼状初产物，将其置于烘箱中在100℃下干燥8h，得到黑褐色块状物；
d)将步骤c)制得的黑褐色块状物置于马弗炉内于400℃下煅烧4h，煅烧气氛为空气，将煅烧后的黑褐色块状物研磨，过40-60目筛，得到SCR催化剂；
(2)将含氨还原剂、除尘后的焦炉烟道废气分别进入脱硫吸附区，温度为100℃下停留2s，废气中的SOx反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，其中，含氨还原剂与焦炉烟道废气的质量比为1：1；
(3)还原剂和未被还原的焦炉烟道废气经降温、增湿、除尘后，废气的温度控制在100℃进入SCR反应器，在氨气还原剂和SCR催化剂的作用下脱除烟气中的氮氧化物，脱硫脱硝后的废气进行催化剂回收处理后排出，回收处理的催化剂进行脱硫再生和活化处理后循环至SCR反应器中使用。
实施例2
一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：
(1)制备SCR催化剂
a)按摩尔比为2：2：6称量九水硝酸铁、质量百分含量为50％的硝酸锰溶液和硫酸氧钛，并将其溶于水，定容后匀速搅拌1.5h，得到均匀的前 驱体溶液；
b)将步骤a)制得的前驱体溶液在不断搅拌下以120滴/min的速度加入到质量百分含量为25％的氨水沉淀剂中，制得共沉淀初产物，不断搅拌共沉淀初产物至pH为9-11，然后在65℃下匀速搅拌老化3h，得到共沉淀产物；
c)将步骤b)制得的共沉淀产物进行抽滤从而固液分离，并用蒸馏水水洗固体至洗液为中性后，得到黑褐色饼状初产物，将其置于烘箱中在110℃下干燥16h，得到黑褐色块状物；
d)将步骤c)制得的黑褐色块状物置于马弗炉内于800℃下煅烧6h，煅烧气氛为空气，将煅烧后的黑褐色块状物研磨，过40-60目筛，得到SCR催化剂；
(2)将含氨还原剂、除尘后的焦炉烟道废气分别进入脱硫吸附区，温度为300℃下停留5s，废气中的SOx反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，其中，含氨还原剂与焦炉烟道废气的质量比为3：1；
(3)还原剂和未被还原的焦炉烟道废气经降温、增湿、除尘后，废气的温度控制在400℃进入SCR反应器，在氨气还原剂和SCR催化剂的作用下脱除烟气中的氮氧化物，脱硫脱硝后的废气进行催化剂回收处理后排出，回收处理的催化剂进行脱硫再生和活化处理后循环至SCR反应器中使用。
实施例3
一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：
(1)制备SCR催化剂
a)按摩尔比为1：1：6称量九水硝酸铁、质量百分含量为50％的硝酸锰溶液和硫酸氧钛，并将其溶于水，定容后匀速搅拌1h，得到均匀的前驱 体溶液；
b)将步骤a)制得的前驱体溶液在不断搅拌下以105滴/min的速度加入到质量百分含量为25％的氨水沉淀剂中，制得共沉淀初产物，不断搅拌共沉淀初产物至pH为9-11，然后在60℃下匀速搅拌老化1.5h，得到共沉淀产物；
c)将步骤b)制得的共沉淀产物进行抽滤从而固液分离，并用蒸馏水水洗固体至洗液为中性后，得到黑褐色饼状初产物，将其置于烘箱中在105℃下干燥10h，得到黑褐色块状物；
d)将步骤c)制得的黑褐色块状物置于马弗炉内于500℃下煅烧4.5h，煅烧气氛为空气，将煅烧后的黑褐色块状物研磨，过40-60目筛，得到SCR催化剂；
(2)将含氨还原剂、除尘后的焦炉烟道废气分别进入脱硫吸附区，温度为150℃下停留3s，废气中的SOx反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，其中，含氨还原剂与焦炉烟道废气的质量比为1.5：1；
(3)还原剂和未被还原的焦炉烟道废气经降温、增湿、除尘后，废气的温度控制在200℃进入SCR反应器，在氨气还原剂和SCR催化剂的作用下脱除烟气中的氮氧化物，脱硫脱硝后的废气进行催化剂回收处理后排出，回收处理的催化剂进行脱硫再生和活化处理后循环至SCR反应器中使用。
实施例4
一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：
(1)制备SCR催化剂
a)按摩尔比为2：1：3称量九水硝酸铁、质量百分含量为50％的硝酸锰溶液和硫酸氧钛，并将其溶于水，定容后匀速搅拌1.2h，得到均匀的前 驱体溶液；
b)将步骤a)制得的前驱体溶液在不断搅拌下以110滴/min的速度加入到质量百分含量为25％的氨水沉淀剂中，制得共沉淀初产物，不断搅拌共沉淀初产物至pH为9-11，然后在65℃下匀速搅拌老化2h，得到共沉淀产物；
c)将步骤b)制得的共沉淀产物进行抽滤从而固液分离，并用蒸馏水水洗固体至洗液为中性后，得到黑褐色饼状初产物，将其置于烘箱中在110℃下干燥12h，得到黑褐色块状物；
d)将步骤c)制得的黑褐色块状物置于马弗炉内于600℃下煅烧5h，煅烧气氛为空气，将煅烧后的黑褐色块状物研磨，过40-60目筛，得到SCR催化剂；
(2)将含氨还原剂、除尘后的焦炉烟道废气分别进入脱硫吸附区，温度为200℃下停留4s，废气中的SOx反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，其中，含氨还原剂与焦炉烟道废气的质量比为2：1；
(3)还原剂和未被还原的焦炉烟道废气经降温、增湿、除尘后，废气的温度控制在300℃进入SCR反应器，在氨气还原剂和SCR催化剂的作用下脱除烟气中的氮氧化物，脱硫脱硝后的废气进行催化剂回收处理后排出，回收处理的催化剂进行脱硫再生和活化处理后循环至SCR反应器中使用。
实施例5
一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：
(1)制备SCR催化剂
a)按摩尔比为2：2：3称量九水硝酸铁、质量百分含量为50％的硝酸锰溶液和硫酸氧钛，并将其溶于水，定容后匀速搅拌1.4h，得到均匀的前 驱体溶液；
b)将步骤a)制得的前驱体溶液在不断搅拌下以115滴/min的速度加入到质量百分含量为25％的氨水沉淀剂中，制得共沉淀初产物，不断搅拌共沉淀初产物至pH为9-11，然后在60℃下匀速搅拌老化2.5h，得到共沉淀产物；
c)将步骤b)制得的共沉淀产物进行抽滤从而固液分离，并用蒸馏水水洗固体至洗液为中性后，得到黑褐色饼状初产物，将其置于烘箱中在105℃下干燥14h，得到黑褐色块状物；
d)将步骤c)制得的黑褐色块状物置于马弗炉内于700℃下煅烧5.5h，煅烧气氛为空气，将煅烧后的黑褐色块状物研磨，过40-60目筛，得到SCR催化剂；
(2)将含氨还原剂、除尘后的焦炉烟道废气分别进入脱硫吸附区，温度为250℃下停留4s，废气中的SOx反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，其中，含氨还原剂与焦炉烟道废气的质量比为2.5：1；
(3)还原剂和未被还原的焦炉烟道废气经降温、增湿、除尘后，废气的温度控制在350℃进入SCR反应器，在氨气还原剂和SCR催化剂的作用下脱除烟气中的氮氧化物，脱硫脱硝后的废气进行催化剂回收处理后排出，回收处理的催化剂进行脱硫再生和活化处理后循环至SCR反应器中使用。