一种分子筛‑多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法与流程

文档序号:12353585阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)取锰、铁、钴、镍、铜、铈中的一种或两种的金属盐溶液,与分子筛混合,经离子交换反应后,再加入表面活性剂,同时进行剪切乳化分散处理,得到离子交换分子筛浆料;

(2)选取锰、铁、钴、镍、铜、铈中的一种或两种的金属盐与铝源、钛源、锆源中的一种或几种的混合物配制成酸性前驱物溶液,选取碱性硅源配制成碱性前驱物溶液,再将上述酸性前驱物溶液和碱性前驱物溶液混合均匀后,得到混合溶液或浆料;

(3)在步骤(2)得到的混合溶液或浆料中,加入碱性化合物溶液调整pH为碱性,然后再加入造孔剂,经老化反应、过滤、水洗,弃滤液,得到滤饼,即为多元氧化物前体;

(4)在步骤(3)得到的多元氧化物前体中,加入步骤(1)得到的离子交换分子筛浆料,搅拌混合后,经真空脱水、干燥和高温焙烧,得到分子筛-多元氧化物复合脱硝催化剂活性组分;

(5)将步骤(4)得到的复合脱硝催化剂活性组分粉碎、筛分后,与钛基载体、无机粘结剂、有机粘结剂、结构增强剂、成型造孔剂、润滑剂和水,经混料、捏合成泥团、陈腐、整体挤压成型、干燥、焙烧后,即得到整体挤出式脱硝催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述锰、铁、钴、镍、铜、铈的金属盐为可溶性金属乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐中的一种;所述锰、铁、钴、镍、铜、铈中的一种或两种的金属盐中金属的加入量为分子筛质量的0.5-8%;所述分子筛的骨架拓扑学结构为AEI、AFX、BEA、CHA、DDR、ERI、FAU、FER、GIS、KFI、LEV、LTA、MEL、MFI、MOR、PAU、SAS或是它们的混合结构;所述金属盐溶液与分子筛的液固质量比为2-50:1;所述离子交换的温度为25-95℃,离子交换为时间为0.5-8h;所述表面活性剂为阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂;所述表面活性剂的质量浓度为0.5-10%;所述剪切乳化分散处理时间为10-40min。

3.根据权利要求2所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述分子筛为硅铝酸盐分子筛、硅铝磷酸盐分子筛或者磷酸铝盐分子筛;所述分子筛的类型为氢型分子筛、铵型分子筛、碱金属型分子筛或者碱土金属型分子筛中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述硅铝酸盐分子筛中SiO2与Al2O3摩尔比为5-100;所述硅铝磷酸盐分子筛中的硅质量分数为1-25%;所述分子筛的类型为氢型分子筛。

5.根据权利要求2所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述分子筛为SAPO-18、SSZ-39、SAPO-56、SSZ-16、Zeolite Beta、SAPO-34、SSZ-13、SAPO-44、ZSM-58、ZSM-34、Zeolite X、Zeolite Y、SAPO-37、ZSM-35、Zeolite P、SAPO-43、ZK-5、SAPO-35、Zeolite A、ZSM-11、ZSM-5、Zeolite Mordenite、ECR-18、SSZ-73中的一种或几种;所述阳离子型表面活性剂为季铵盐类;所述阴离子表面活性剂为羧酸、硫酸、磺酸或磷酸盐类;所述非离子表面活性剂为长链烷烃类环氧乙烯醚、长链苯酚类环氧乙烯醚或脱水山梨醇酯或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷嵌段共聚物。

6.根据权利要求1所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述酸性前驱物溶液和碱性前驱物溶液的混合方式为将酸性前驱物溶液滴加到碱性前驱物溶液中混合、将碱性前驱物溶液滴加到酸性前驱物溶液中混合或者将酸性前驱物溶液和碱性前驱物溶液同时加入同一容器中混合;所述酸性前驱物溶液和碱性前驱物溶液的质量浓度为5-20%;所述锰、铁、钴、镍、铜、铈中的一种或两种的金属盐中金属的原子摩尔份数为1份,所述铝源、钛源、锆源以及碱性硅源中铝、钛、锆和硅的原子摩尔份数分别为0-0.5份、0-0.5份、0-0.5份和1-2份;所述酸性前驱物溶液还包括镁源、钙源、铟源、锡源、镧源、钨源、钼源的一种或两种或三种的金属盐;所述镁源、钙源、铟源、锡源、镧源、钨源、钼源中,镁、钙、铟、锡、镧、钨、钼的原子总摩尔份数为0.1-0.5份。

7.根据权利要求6所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述铝源为铝溶胶、氯化铝、硫酸铝或者硝酸铝;所述钛源为钛溶胶、硫酸钛或者硫酸氧钛;所述锆源为锆溶胶、氧氯化锆、硫酸锆、硝酸锆或者硝酸氧锆;所述碱性硅源为碱性硅溶胶或可溶性硅酸盐;所述镁源为可溶性乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐或者盐酸盐;所述钙源为可溶性乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐或者盐酸盐;所述铟源为可溶性乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐或者盐酸盐;所述锡源为可溶性乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐或者盐酸盐;所述镧源为可溶性乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐或者盐酸盐;所述钨源为钨酸钠或者钨酸铵;所述钼源为钼酸钠或者钼酸铵。

8.根据权利要求1所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、尿素、碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、硫酸氢铵、草酸铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或者碳酸氢钾;所述碱性化合物溶液的质量浓度为5-30%;所述pH为7.5-9;所述造孔剂为活性炭、炭黑、纳米碳材料或者石墨;所述老化反应的温度为40-95℃,老化反应时间为0.5-12h;所述滤液的电导率小于500μs/cm;所述多元氧化物前体中含有的氧化物的质量为基准计算得到的多元氧化物的总质量与步骤(1)中所述分子筛的质量比为0.5-1.5:1。

9.根据权利要求1所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述搅拌混合时间为0.5-3h;所述真空脱水的温度为75-85℃,真空度为-0.85-0.95Mpa;所述干燥的温度为100-150℃,干燥时间为12-24h;所述高温焙烧温度为350-450℃,焙烧时间为2-6h。

10.根据权利要求1所述的一种分子筛-多元氧化物复合整体挤出式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述筛分的粒度小于45μm;所述钛基载体为钛白粉、钛硅粉、钛钨粉或者钛钨硅粉;所述无机粘结剂为凹凸棒粘土、膨润土、蒙脱土或者高岭土;所述有机粘结剂为氨基羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素或者聚氧化乙烯;所述结构增强剂为玻璃纤维、碳纤维或者陶瓷纤维;所述成型造孔剂为田菁粉、木浆、活性炭或者炭黑;所述润滑剂为甘油、乳酸或者硬脂酸;所述复合脱硝催化剂活性组分、钛基载体、无机粘结剂、结构增强剂的重量比为(10-40):(40-70):(10-30):(3-8);所述有机粘结剂、成型造孔剂、润滑剂和水的重量分别为上述复合脱硝催化剂活性组分、钛基载体、无机粘结剂、结构增强剂总重量的1.2-3.8%、0.4-1.0%、0.8-2.5%和51.5-66.7%;所述陈腐为泥团密封放置15-36h;所述催化剂整体挤压成型为为粒状、三叶草状、空心圆柱状、整体挤出蜂窝式、整体挤压板式中的一种;所述干燥的温度为35-80℃,干燥的湿度为80-35%,干燥的时间为20-80h;所述焙烧的温度为500-650℃,时间2-6h。

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