一种非钒钛基的复合型脱硝催化剂的制备工艺的制作方法
【专利摘要】一种非钒钛基的复合型脱硝催化剂的制备工艺，所述的制备工艺步骤包括：a、将ZrO(NO3)2·2H2O和TiOSO4·2H2O共同溶解于去离子水中形成溶液A，两种物质的摩尔比为1：1；b、将浓度为25％的NH3·H2O溶液和浓度为13%的(NH4)2CO3溶液缓慢地逐滴滴入到溶液A中，直至pH值为10；c、b步骤中形成的沉淀物在室温下搅拌，静置老化，离心分离，所得的沉淀物在80℃下干燥12h，得到TiO2/ZrO2载体，备用；d、在80℃下，将Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)3按照摩尔比为1：1溶解于去离子水中，制成浸渍液B；e、将c步骤制备的TiO2/ZrO2载体浸渍于浸渍液B中12h，TiO2/ZrO2载体与浸渍液B的摩尔比为0.4：1；f、浸渍产物在80℃水浴下干燥12h后，于马弗炉内500℃煅烧6h，得到CeO2-MnO2复合型脱硝催化剂。
【专利说明】一种非钒钛基的复合型脱硝催化剂的制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于化工【技术领域】，涉及到一种脱硝催化剂的制备工艺，特别是CeO2-M n02复合型脱硝催化剂的制备工艺。
【背景技术】
[0002]在NOx排放控制技术中，选择性催化还原(NH3-SCR)技术能够有效消除N0X，被广泛应用于燃煤电厂等固定源NOx的消除。目前脱硝催化剂多采用钒钛基，钒钛基的活性组分为V2O5,助剂为W03。但是在使用过程中，发现这种钒钛基的催化剂存在多种不足，1.低温活性差2.操作温度范围窄，有效工作温度窗口仅为300-450°C 3.高温时载体T12易发生相变而使催化剂失活4.V2O5具有毒性，废弃催化剂及其高温易挥发会对环境造成二次污染
5.钒、钨矿价格昂贵，导致催化剂成本高。
【发明内容】
[0003]本发明为克服现有技术的缺陷，研发一种同时具有低温高活性、宽温度窗口和安全无毒的新型复合脱硝催化剂，用ZrO2和作为复合载体，可以使载体具有更高的比表面积和热稳定性。
[0004]本发明采用的技术方案是，一种非钒钛基的复合型脱硝催化剂的制备工艺，关键是:所述的制备工艺步骤包括:
a、将ZrO(NO3)2.2H20和T1SO4.2H20共同溶解于去离子水中形成溶液A，两种物质的摩尔比为1:1 ；
b、在200r/mirT400r/min搅拌下，将浓度为25%的NH3.H2O溶液和浓度为13%的(NH4) 2C03溶液缓慢地逐滴滴入到溶液A中，直至pH值为10 ;
c、b步骤中形成的沉淀物在室温下搅拌3h，静置老化lh，然后离心分离，所得的沉淀物在80°C下干燥12h，得到Ti02/Zr0 2载体，备用；
d、在80°C下，将Ce(NO3)3WH2O和Mn (NO3)3按照摩尔比为1:1溶解于去离子水中，制成浸溃液B ；
e、将c步骤制备的Ti02/Zr02载体浸溃于浸溃液B中12h，Ti02/Zr0 2载体与浸溃液B的摩尔比为0.4:1 ;
f、浸溃产物在80°C水浴下干燥12h后，在静态气氛下于马弗炉内500°C煅烧6h，得到CeO2-M n02复合型脱硝催化剂。
[0005]本发明的关键在于用ZrO2和作为复合载体，因为单纯的在600°C以上焙烧时会发生晶型改变，从锐钛型转化成金红石型，导致比表面积降低。加入ZrO2后，可以使载体具有更高的比表面积和热稳定性。另外，以CeO2为活性组分，并添加助剂MnO2,以制备复合脱硝催化剂，并测试对比两种脱硝该催化剂的催化活性。
[0006]本发明的有益效果是，工艺简单，不用改变设备的整体布局，不具有毒性，而且在低温时的活性好,成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明与普通钒钛基催化剂的性能测试对比曲线图。
【具体实施方式】
[0008]一种非钒钛基的复合型脱硝催化剂的制备工艺，关键是:所述的制备工艺步骤包括:
a、将ZrO(NO3)2.2H20和T1SO4.2H20共同溶解于去离子水中形成溶液A，两种物质的摩尔比为1:1 ；
b、在200r/mirT400r/min搅拌下，将浓度为25%的NH3.H2O溶液和浓度为13%的(NH4) 2C03溶液缓慢地逐滴滴入到溶液A中，直至pH值为10 ;
c、b步骤中形成的沉淀物在室温下搅拌3h，静置老化lh，然后离心分离，所得的沉淀物在80°C下干燥12h，得到Ti02/Zr0 2载体，备用；
d、在80°C下，将Ce(NO3)3WH2O和Mn (NO3)3按照摩尔比为1:1溶解于去离子水中，制成浸溃液B ；
e、将c步骤制备的Ti02/Zr02载体浸溃于浸溃液B中12h，Ti02/Zr0 2载体与浸溃液B的摩尔比为0.4:1 ;
f、浸溃产物在80°C水浴下干燥12h后，在静态气氛下于马弗炉内500°C煅烧6h，得到CeO2-M n02复合型脱硝催化剂。
[0009]我们对本发明制备的复合型脱硝催化剂进行了测试，
对比对象:1.CeO2-M n02复合型催化剂。
[0010]2.普通钒钛基催化剂。
[0011]测试条件:根据工业脱硫后的烟气组成配置模拟气，模拟气组成为:N0 600 μ L/LjNH3 600 μ L/匕02为5 % (体积份数)，载气为N2，体积空速为5000 h_l。采用直径为8mm的石英管为反应器，气体流速由流量计控制。采用KM900型烟气分析仪检测催化反应前后的NO浓度，计算NO转化率，计算公式见式(I)。
[0012]η= [ (cl - c2) / cl ] X 100 % (I)
式中:Π为NO转化率，％;cl、c2分别为催化反应前后NO体积浓度，μ L/ L。
[0013]结论:在实验中发现，在150°C时，复合催化剂的NO转化率为80%左右。而普通的钒钛基催化剂仅为35%。随着温度的升高，脱硝活性都逐渐提高。这可能是因为覆盖在催化剂表面的硫酸盐或亚硫酸盐逐步分解NO转化率逐渐恢复。在350?500 V时，SO2的存在提高了 NO转化率，因为复合催化剂中的CeO2具有储硫作用，在富氧环境中CeO2可以与SO2和SO3发生反应形成Ce2 (SO4) 3，Ce2 (SO4) 3可以增强催化剂的高温酸性位，从而提高催化剂的脱硝活性，最终导致活性温度窗口向高温区偏移了 100 °C。由此可以说明，这种新型的催化剂可以中高温抗硫性能很好。
[0014]研究表明，铈具有优异的储氧能力和较好的氧化还原性质，而锆能改善催化剂的热稳定性和机械性能。另外，错能提供更大的比表面积，错插入铺的晶格中能提闻晶格氧的运动能力，改善催化剂的氧化还原性质，从而提高催化活性。而铈能够改善催化剂抗SO2的性能，高分散的锰能提高氧空穴的数量，能抑制催化剂表面硫酸铵的生成。
[0015]由上可得出结论，这种复合催化剂属于低温型、宽温度范围，且活性组分稳定的特点，可以取代商用钒钛基催化剂。
【权利要求】
1.一种非钒钛基的复合型脱硝催化剂的制备工艺，其特征在于:所述的制备工艺步骤包括: a、将ZrO(NO3)2.2H20和T1SO4.2H20共同溶解于去离子水中形成溶液A，两种物质的摩尔比为1:1 ； b、在200r/mirT400r/min搅拌下，将浓度为25%的NH3.H2O溶液和浓度为13%的(NH4) 2C03溶液缓慢地逐滴滴入到溶液A中，直至pH值为10 ; c、b步骤中形成的沉淀物在室温下搅拌3h，静置老化lh，然后离心分离，所得的沉淀物在80°C下干燥12h，得到Ti02/Zr0 2载体，备用； d、在80°C下，将Ce(NO3)3WH2O和Mn (NO3)3按照摩尔比为1:1溶解于去离子水中，制成浸溃液B ； e、将c步骤制备的Ti02/Zr02载体浸溃于浸溃液B中12h，Ti02/Zr0 2载体与浸溃液B的摩尔比为0.4:1 ; f、浸溃产物在80°C水浴下干燥12h后，在静态气氛下于马弗炉内500°C煅烧6h，得到CeO2-M n02复合型脱硝催化剂。
【文档编号】B01D53/56GK104415750SQ201310413177
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】张千, 张川, 张建平 申请人:河北麦森钛白粉有限公司