CN111495377A - 一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的ph3选择性低温催化还原n0的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，该方法包括以下步骤：将一定质量的农业废弃生物炭质置于一定浓度的金属（铜/镍/钴/锰）盐溶液中，得到金属盐改性农业废弃物生物炭质催化剂前体；对催化剂前体进行超声处理之后将产物烘干，随后高温煅烧得到目标催化剂；将上述催化剂用于PH3选择性低温催化还原NO。本发明方法简单、成本低且在改性活性炭基催化剂存在条件下，PH3选择性低温催化还原NO的去除率可达60%以上。利用金属改性农业废弃生物炭质作为催化剂，且磷化工的污染物磷化氢气体可以直接被利用起来，反应温度低于常规处理方法、节约能源、符合于工业应用。
Description
技术领域
本发明属于大气污染净化技术领域，具体涉及一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法。
背景技术
氮氧化物(其中NO占90％以上)是主要的大气污染物之一。它是PM2.5的一个重要的前驱体源，而且会严重危害人类的健康。因此，去除NOx对环境保护和保障人体健康具有重要意义。
氨气选择性催化还原(selective catalytic reduction:SCR) 是除去NOx最有效的方法之一。目前，工业SCR催化剂一般为 V2O5-WO3/TiO2，其工作温度窗口为300～400℃。但是，当温度低于 300℃时，催化剂的脱硝性能大大降低；当温度过高时，会产生大量的N2O，对环境和人类的健康不利。并且，对于电厂锅炉来说，烟气排放温度随其负荷而变动。低负荷运行时烟气温度可能达到250℃左右，国内外现有工业SCR催化剂不能应用于电厂低负荷运行的烟气条件。发展低温脱硝催化剂时目前急需解决的技术难题。
中国为农业大国，大量的玉米秸秆、小麦秸秆等往往采用焚烧处理，导致大气污染严重。因此，利用制备的金属改性农业生物炭质废弃物催化剂来净化NO对环保事业有重要的意义。目前去除的NOx有效技术为NH3选择性催化还原NO(NH3-SCR)，该技术会消耗大量的NH3。因为液氨或尿素是农业化肥的重要组分，过多的消耗尿素或氨气将会引起农业化肥产量降低，形成与农业争粮的局面。且在NH3-SCR 的***中，NH3可能直接逸入到大气中，直接对大气造成二次污染。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，利用PH3代替NH3，用金属改性农业生物炭质废弃物催化剂对NO进行选择性催化还原，该方法投资、运行成本低，易于工业化应用。
本发明采用的技术方案：
一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原 N0的方法，
该方法包括以下步骤：
步骤S1：制备农业废弃物生物炭质催化剂前体；
步骤S2：将上述产物在60～70℃下超声1～2小时后，置于 105℃烘箱内，烘干12h；
步骤S3：将烘干后的固体物置于马弗炉内进行焙烧，1～10℃ /min从室温升至200～350℃，恒温1～3小时，随后1～10℃/min 继续升温至500～800℃并保温1～4小时，得到目标催化剂，即农业废弃物生物炭质催化剂；
步骤S4：以PH3为还原剂，在农业废弃物生物炭质催化剂存在条件下催化还原NO；其中，所述NO的浓度为100-600ppm，NO和PH3浓度比为0.6-1.2，催化还原的反应温度150～300℃。
优选的，在上述步骤S1中，农业废弃物生物炭质催化剂前体的制备过程具体包括：
将0.1～10mol/L的金属盐溶液置于0.5～2g农业生物炭质后搅拌2h，后在水浴超声设备进行浸渍，60℃水浴超声浸渍4h，70℃水浴加热1h，期间不断使用玻璃棒搅拌催化剂前体。
优选的，所述金属盐溶液为硝酸铜溶液、硫酸锰溶液、氯化钴溶液及醋酸镍溶液中任一一种。
优选的，农业废弃物生物炭质为核桃壳、甘蔗渣、玉米芯、松子壳、秸秆、辣椒秆中任一一种或其组合。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
1.本发明可用于PH3选择性低温催化还原NO方法去除NO，且 NO去除率可达60％以上，为工业废气净化NO提供了一条简单易行的途径，且可直接用于磷化工企业脱硝，使得污染物磷化氢气体可以被利用起来，达到资源化利用。
2.本发明使用农业废弃物生物炭质作为催化剂主要原料且使用反应后残存的PH3可通过净化制备磷酸，做到变废为宝，实现资源的循环使用。
3.本发明催化剂原料来源于农业废弃物，减少垃圾焚烧对大气带来的二次污染，避免传统NH3-SCR反应因过多消耗尿素而造成的农业争粮的局面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1中NO去除效率结果示意图；
图2为本发明实施例2中NO去除效率结果示意图；
图3为本发明实施例3中NO去除效率结果示意图；
图4为本发明实施例4中NO去除效率结果示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明公开了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，采用农业废弃物生物炭质与普通活性炭相比：农业废弃物生物炭质的比表面积高于活性炭，金属盐浸渍后农业废弃物生物炭质比活性炭改性催化剂相比会有更多的活性位点。故而，金属改性农业废弃物生物炭质催化剂的氧化还原能力会优于传统活性炭改性催化剂。有利于NO向N2的转化。且生物炭质可以循环再生有利于农业废弃物的循环利用，有利于环境保护。
该方法包括以下步骤：
步骤S1：制备农业废弃物生物炭质催化剂前体：
将0.1mol/L的硝酸铜溶液置于0.5g玉米秸秆生物炭质中，搅拌2小时后，在水浴超声设备进行浸渍，60℃水浴超声浸渍4h，70℃水浴加热1h，期间不断使用玻璃棒搅拌催化剂前体。
步骤S2：将上述产物在60～70℃下超声1小时后，置于105℃烘箱内，烘干12h；
步骤S3：将烘干后的固体物置于马弗炉内进行焙烧，2℃/min 从室温升至350℃，恒温2小时，随后2℃/min继续升温至550℃并保温3小时，得到目标催化剂，即农业废弃物生物炭质催化剂；温度对于催化剂的影响很大，包括催化剂的焙烧温度、时间以及马弗炉的升温速率。两次焙烧有利于保证农业废弃物生物炭质较好的比表面积以及完整的孔径结构。同时保证马弗炉升温速率为1～10℃/min，增加了金属盐和生物炭质的较强的结合能力。在较温和的升温程序使得金属盐焙烧成氧化物，且保证金属氧化物具有较强的储放氧能力，提高催化剂的氧化还原能力，提高NO的催化氧化能力。
步骤S4：以PH3为还原剂，在农业废弃物生物炭质催化剂存在条件下催化还原NO；其中，所述NO的浓度为500ppm，NO和PH3浓度比为1，催化还原的反应温度150～300℃。
NO的去除率随着温度变化如图1所示，结果表明：随着温度的升高NO的转化率也持续升高，当温度升至150℃，NO的转化率为15％；当温度升至175℃，NO的转化率升为22％；温度升至200℃，NO的转化率为31％；温度为225℃，NO转化率为46％；温度为250℃，NO转化率为47％；温度为275℃，NO转化率为50％；温度为300℃，NO转化率为53％。
实施例2
本发明公开了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，
该方法包括以下步骤：
步骤S1：制备农业废弃物生物炭质催化剂前体：
将1mol/L的硫酸锰溶液置于1g大麦生物炭质中，搅拌2小时后，在水浴超声设备进行浸渍，60℃水浴超声浸渍4h，70℃水浴加热1h，期间不断使用玻璃棒搅拌催化剂前体。
步骤S2：将上述产物在70℃下超声1小时后，置于105℃烘箱内，烘干12h；
步骤S3：将烘干后的固体物置于马弗炉内进行焙烧，3℃/min 从室温升至350℃，恒温2小时，随后3℃/min继续升温至600℃并保温2小时，得到目标催化剂，即农业废弃物生物炭质催化剂；
步骤S4：以PH3为还原剂，在农业废弃物生物炭质催化剂存在条件下催化还原NO；其中，所述NO的浓度为500ppm，NO和PH3浓度比为1，催化还原的反应温度150～300℃。
NO的去除率随着温度变化如图2所示，结果表明：随着温度的升高NO的转化率也持续升高，当温度升至150℃，NO的转化率为12％；当温度升至175℃，NO的转化率升为19％；温度升至200℃，NO的转化率为27％；温度为225℃，NO转化率为36％；温度为250℃，NO转化率为49％；温度为275℃，NO转化率为60％；温度为300℃，NO转化率为75％。
实施例3
本发明公开了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，
该方法包括以下步骤：
步骤S1：制备农业废弃物生物炭质催化剂前体：
将1mol/L的氯化钴溶液置于0.6g甘蔗渣生物炭质中，搅拌2 小时后，在水浴超声设备进行浸渍，60℃水浴超声浸渍4h，70℃水浴加热1h，期间不断使用玻璃棒搅拌催化剂前体。
步骤S2：将上述产物在65℃下超声1小时后，置于105℃烘箱内，烘干12h；
步骤S3：将烘干后的固体物置于马弗炉内进行焙烧，1℃/min 从室温升至300℃，恒温2小时，随后3℃/min继续升温至650℃并保温2小时，得到目标催化剂，即农业废弃物生物炭质催化剂；
步骤S4：以PH3为还原剂，在农业废弃物生物炭质催化剂存在条件下催化还原NO；其中，所述NO的浓度为300ppm，NO和PH3浓度比为1，催化还原的反应温度150～300℃。
NO的去除率随着温度变化如图3所示，结果表明：随着温度的升高NO的转化率也持续升高，当温度升至150℃，NO的转化率为16％；当温度升至175℃，NO的转化率升为27％；温度升至200℃，NO的转化率为33％；温度为225℃，NO转化率为46％；温度为250℃，NO转化率为53％；温度为275℃，NO转化率为66％；温度为300℃，NO转化率为75％。
实施例4
本发明公开了一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，
该方法包括以下步骤：
步骤S1：制备农业废弃物生物炭质催化剂前体：
将1mol/L的醋酸镍溶液置于0.5g辣椒秆生物炭质中，搅拌2小时后，在水浴超声设备进行浸渍，60℃水浴超声浸渍4h，70℃水浴加热1h，期间不断使用玻璃棒搅拌催化剂前体。
步骤S2：将上述产物在70℃下超声1小时后，置于105℃烘箱内，烘干12h；
步骤S3：将烘干后的固体物置于马弗炉内进行焙烧，1℃/min 从室温升至350℃，恒温2小时，随后2℃/min继续升温至550℃并保温2小时，得到目标催化剂，即农业废弃物生物炭质催化剂；
步骤S4：以PH3为还原剂，在农业废弃物生物炭质催化剂存在条件下催化还原NO；其中，所述NO的浓度为400ppm，NO和PH3浓度比为0.7，催化还原的反应温度150～300℃。
NO的去除率随着温度变化如图4所示，结果表明：随着温度的升高NO的转化率也持续升高，当温度升至150℃，NO的转化率为9％；当温度升至175℃，NO的转化率升为17％；温度升至200℃，NO的转化率为23％；温度为225℃，NO转化率为36％；温度为250℃，NO转化率为47％；温度为275℃，NO转化率为58％；温度为300℃，NO转化率为62％。
优选的，农业废弃物生物炭质还可为核桃壳、玉米芯、松子壳中任一一种。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：制备农业废弃物生物炭质催化剂前体；
步骤S2：将上述产物在60～70℃下超声1～2小时后，置于105℃烘箱内，烘干12h；
步骤S3：将烘干后的固体物置于马弗炉内进行焙烧，1～10℃/min从室温升至200～350℃，恒温1～3小时，随后1～10℃/min继续升温至500～800℃并保温1～4小时，得到目标催化剂，即农业废弃物生物炭质催化剂；
步骤S4：以PH3为还原剂，在农业废弃物生物炭质催化剂存在条件下催化还原NO；其中，所述NO的浓度为100-600ppm，NO和PH3浓度比为0.6-1.2，催化还原的反应温度150～300℃。
2.根据权利要求1所述的一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，其特征在于，在上述步骤S1中，农业废弃物生物炭质催化剂前体的制备过程具体包括：
将0.1～10mol/L的金属盐溶液置于0.5～2g农业生物炭质后搅拌2h，后在水浴超声设备进行浸渍，60℃水浴超声浸渍4h，70℃水浴加热1h，期间不断使用玻璃棒搅拌催化剂前体。
3.根据权利要求2所述的一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，其特征在于，所述金属盐溶液为硝酸铜溶液、硫酸锰溶液、氯化钴溶液及醋酸镍溶液中任一一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于农业废弃物生物炭质催化剂的PH3选择性低温催化还原N0的方法，其特征在于，农业废弃物生物炭质为核桃壳、甘蔗渣、玉米芯、松子壳、秸秆、辣椒秆中任一一种或其组合。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116371419A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-07-04 | 中南大学 | 一种微生物炭负载锰钴型催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03270715A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Meidensha Corp | ＮＯ↓ｘガスの処理方法 |
| US20100300984A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Kastner James R | Nanostructured Carbon Supported Catalysts, Methods Of Making, And Methods Of Use |
| CN105056882A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-18 | 昆明理工大学 | 一种脱除硫化氢的改性生物炭基吸附剂的制备方法 |
| CN105617857A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-06-01 | 昆明理工大学 | 一种ph3选择性低温催化还原no的方法 |
| US20180179090A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Jilin University | Composite material for catalytic treatment of contaminated soil and water and catalytic treatment method thereof |
| CN110508274A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-29 | 四川大学 | 改性生物炭低温脱硝催化剂及其应用 |
-
2020
- 2020-05-27 CN CN202010462285.6A patent/CN111495377A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03270715A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Meidensha Corp | ＮＯ↓ｘガスの処理方法 |
| US20100300984A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Kastner James R | Nanostructured Carbon Supported Catalysts, Methods Of Making, And Methods Of Use |
| CN105056882A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-18 | 昆明理工大学 | 一种脱除硫化氢的改性生物炭基吸附剂的制备方法 |
| CN105617857A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-06-01 | 昆明理工大学 | 一种ph3选择性低温催化还原no的方法 |
| US20180179090A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Jilin University | Composite material for catalytic treatment of contaminated soil and water and catalytic treatment method thereof |
| CN110508274A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-29 | 四川大学 | 改性生物炭低温脱硝催化剂及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SURJIT SINGH ET.AL: "Novel application of cotton stalk as a waste derived catalyst in the low temperature SCR-deNOx process", 《FUEL》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116371419A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-07-04 | 中南大学 | 一种微生物炭负载锰钴型催化剂及其制备方法和应用 |
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