一种镧、铈复合脱硫脱氮催化剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镧、铈复合脱硫脱氮催化剂，属于硫脱氮催化剂制备领域。
【背景技术】
[0002]随着燃煤电厂的不断发展，燃煤和燃油锅炉排放的二氧化硫和氮氧化物越来越严重，如不加以治理，对环境和人体健康造成危害。如果利用喷钙脱硫技术，很难脱除。国内多数发电厂的脱硫脱氮方法都是花巨资从国外引进的，这样成本较高。发电厂每年要消耗大量的煤炭和燃料油，同时排出大量的硫氮化合物对环境造成严重破坏，引起全社会重点关注。针对这些问题，研究出了一种加氢法进行脱硫脱氮处理，但加氢法对于稠环类硫化物、氮化物及其衍生物的脱除比较困难，而且要求高温、高压以及氢气存在条件下处理，条件苛刻。
[0003]我国是稀土大国，稀土的储量和产量均为世界第一，但我国的稀土销量只占世界总量的约14%。同时我国还存在稀土利用的不平衡，随着我国稀土永磁、冶金、荧光粉等产量的增加，中重稀土和钕的销量大幅度增加，导致高丰度的元素镧、铈等大量积压。镧、铈等轻稀土目前的主要应用领域是用作催化材料，在美国稀土催化材料约占稀土总用量的57.6%，而我国稀土在催化材料中的用量只有8.5%左右。稀土催化材料在脱硫脱氮过程中显示出独特的吸收和催化性能，含铈催化剂系列在二氧化硫中抗硫性强，对一氧化碳还原氮氧化物的反应具有明显的活性，可有效控制二氧化硫和氮氧化物的排放量。因此大力发展稀土催化材料制备成脱硫脱氮催化剂具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对加氢法在脱硫脱氮使用中对于稠环类硫化物、氮化物及其衍生物的脱除比较困难，且要求高温、高压以及氢气存在条件下处理，导致脱硫脱氮过程复杂、效果不佳、运行成本高的弊端，提供了一种镧、铈复合脱硫脱氮催化剂，本发明通过污泥制备污泥载体，负载镧、铈稀土材料，复合制得脱硫脱氮催化剂，制备的脱硫脱氮催化剂性能稳定，催化效率较高，所得催化剂吸收和催化性能好。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(O取池塘底部污泥，将其置于阴凉处风干I?2天后，再在90?100°C烘箱中干燥20?24h，随后将其放入陶瓷罐中，加入陶瓷转子，放置于球磨机上碾磨2?3h，取出碾碎的干燥污泥，用100?120目标准筛筛滤得污泥颗粒，并将其置于80?85°C烘箱中干燥保存，备用；
(2)按重量份数计，选取I?5份的La(NO3)3,2?5份的Ce (Ν03)3.6Η20和93?94份的去离子水，在20?30°C下，磁力搅拌10?15min，配置得活性镧、铈复合金属盐水溶液；
(3)将步骤(I)制备干燥的污泥颗粒和活性镧、铈复合金属盐水溶液按固液质量比1:5的比例，在磁力搅拌器下以200?300r/min下搅拌混合10?20min，搅拌完成后，将其置于20?30°C下浸渍2?3天，待浸渍完成后，将搅拌混合的混合液置于70?75°C的电热鼓风机干燥箱干燥8?12h，得干燥浸渍污泥颗粒；
(4)将干燥浸渍污泥颗粒放置于管状电炉中，对其通入氩气排出空气后，在氩气保护下，在350 °C下热解2?3min，随后按15 °C /min的速度程序升温至1000 °C，待其升温至1000°C后，再保温对其热解10?15min，再在氩气保护下自然冷却至20?30°C，得热解污泥颗粒；
(5)将冷却后的热解污泥颗粒和0.96mol/L的盐酸溶液按质量比1:10的比例，在30?50°C下高速搅拌2?3min，搅拌速度为8000?9000r/min，随后对其过滤，取其滤渣并用去离子水洗涤至pH为6.5?7.0，待洗涤完成后，置于80?95°C下干燥2?3h，取出自然冷却至20?30°C，即制得一种镧、铈复合污泥载体脱硫脱氮催化剂。
[0006]本发明的应用方法:将制得的脱硫脱氮催化剂作为填料安置在燃煤燃油锅炉通气管内，填料厚度为5?10cm，每隔50cm添置一层，直至通气管顶部。
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)通过镧、铈稀土材料复合制得的脱硫脱氮催化剂，实现了催化剂在常温条件下直接脱硫脱氮的效果，无需特定条件下的高温高压，节约了成本；
(2)所得催化剂吸收和催化性能好，对于稠环类硫化物、氮化物及其衍生物的脱除效果好，脱硫率达96%以上，脱氮率达85%以上。
【具体实施方式】
[0008]首先取池塘底部污泥，将其置于阴凉处风干I?2天后，再在90?100°C烘箱中干燥20?24h，随后将其放入陶瓷罐中，加入陶瓷转子，放置于球磨机上碾磨2?3h，取出碾碎的干燥污泥，用100?120目标准筛筛滤得污泥颗粒，并将其置于80?85°C烘箱中干燥保存，备用；然后按重量份数计，选取I?5份的La (NO3) 3、2?5份的Ce (NO3) 3.6Η20和93?94份的去离子水，在20?30°C下，磁力搅拌10?15min，配置得活性镧、铈复合金属盐水溶液；将备用的干燥的污泥颗粒和活性镧、铈复合金属盐水溶液按固液质量比1:5的比例，在磁力搅拌器下以200?300r/min下搅拌混合10?20min，搅拌完成后，将其置于20?30°C下浸渍2?3天，待浸渍完成后，将搅拌混合的混合液置于70?75°C的电热鼓风机干燥箱干燥8?12h，得干燥浸渍污泥颗粒；再将干燥浸渍污泥颗粒放置于管状电炉中，对其通入氩气排出空气后，在氩气保护下，在350°C下热解2?3min，随后按15°C /min的速度程序升温至1000 °C，待其升温至1000 °C后，再保温对其热解10?15min，再在氩气保护下自然冷却至20?30°C，得热解污泥颗粒；最后将冷却后的热解污泥颗粒和0.96mol/L的盐酸溶液按质量比1:10的比例，在30?50°C下高速搅拌2?3min，搅拌速度为8000?9000r/min，随后对其过滤，取其滤渣并用去离子水洗涤至pH为6.5?7.0，待洗涤完成后，置于80?95°C下干燥2?3h，取出自然冷却至20?30°C，即制得一种镧、铈复合污泥载体脱硫脱氮催化剂。
[0009]实例I
首先取池塘底部污泥，将其置于阴凉处风干I天后，再在90°c烘箱中干燥20h，随后将其放入陶瓷罐中，加入陶瓷转子，放置于球磨机上碾磨2h，取出碾碎的干燥污泥，用100目标准筛筛滤得污泥颗粒，并将其置于80?85°C烘箱中干燥保存，备用；然后按重量份数计，选取3份的La (NO3) 3、4份的Ce (NO3) 3.6Η20和93份的去离子水，在20°C下，磁力搅拌lOmin，配置得活性镧、铈复合金属盐水溶液；将备用的干燥的污泥颗粒和活性镧、铈复合金属盐水溶液按固液质量比1:5的比例，在磁力搅拌器下以200r/min下搅拌混合lOmin，搅拌完成后，将其置于20°C下浸渍2天，待浸渍完成后，将搅拌混合的混合液置于70°C的电热鼓风机干燥箱干燥8h，得干燥浸渍污泥颗粒；再将干燥浸渍污泥颗粒放置于管状电炉中，对其通入氩气排出空气后，在氩气保护下，在350°C下热解2min，随后按15°C /min的速度程序升温至1000°C，待其升温至1000°C后，再保温对其热解lOmin，再在氩气保护下自然冷却至20°C，得热解污泥颗粒；最后将冷却后的热解污泥颗粒和0.96mol/L的盐酸溶液按质量比1:10的比例，在30°