载体的磷酸酸化改性方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锅炉烟气NH3-SCR脱硝催化剂的制备技术领域，具体涉及一种用于制备V205-W03/Ti02s SCR脱硝催化剂的T1 2载体的磷酸酸化改性方法，用于实现SCR脱硝催化剂原料的优选。
【背景技术】
[0002]我国是煤炭资源消耗大国，电力的主要来源是火电厂煤的直接燃烧。电厂排放的污染物包括可吸入固体颗粒物、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物(NOx)等，由此而带来了温室效应、酸雨、光化学烟雾等环境问题。其中氮氧化物(NOx)排放量在2011年上半年就达到了 1207万吨。NOj人眼镜等器官有较强刺激作用，还参与酸雨和光化学烟雾的形成。2012年I月I日开始实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)对放有了更加严格的规定:要求部分新建电厂氮氧化物的排放量要小于100mg/m3，达不到排放标准规定的将要按照《排污费征收使用管理条例》收费。
[0003]SCR (Selective Catalytic Reduct1n，选择性催化还原)技术是目前脱硝效率最高、最为成熟、且应用最多的一种烟气脱硝技术。在整个SCR脱硝系统中，催化剂是核心组件，在设备直接投资中占的比重较大。其中使用最多的是钒钛基蜂窝状SCR脱硝催化剂。对于SCR烟气脱硝过程来说，V205-W03/Ti(^f化剂是决定烟气脱硝效率的关键性因素。与此同时，册13作为极其重要的还原剂，在整体的SCR反应过程中，催化剂表面对其的吸附能力越强则越有利于反应的进行。因此，提高催化剂的表面酸碱性对于SCR反应来说则显得极为重要。
[0004]关于催化剂的酸化改性可从载体和活性组分两方面入手，国内外大量文献表明无论是从载体T12还是V205/Ti02催化剂，直接和间接地引入酸性离子或元素均可提高催化剂的反应活性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用于制备V205-W03/Ti02s SCR脱硝催化剂的T1 2载体的磷酸酸化改性方法，能够在较低的反应温度下达到较高的催化剂反应活性。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
用于制备V205-W03/Ti02s SCR脱硝催化剂的T12载体的磷酸酸化改性方法，其步骤是:称取打02载体粉体，放入磷酸溶液中超声浸渍一定时间，超声温度为60°C，然后对T1 2粉体去离子水过滤水洗至中性，再在干燥箱中干燥，马弗炉中煅烧，得到改性后的T12载体。
[0007]其中，所述1102载体粉体与磷酸溶液的用量为:1102载体粉体5-10g，磷酸溶液50ml ο
[0008]所述超声浸渍的浸渍液为浓度0.1-1.0moI/L的磷酸溶液，浸渍时间为60min。
[0009]所述干燥温度为105 °C，干燥时间为3h。
[0010]所述马弗炉煅烧采用两段法，第一段为低温煅烧，煅烧温度为250°C，煅烧时间为60min ;第二段为高温煅烧，煅烧温度为490°C，煅烧时间为180min。
[0011]采用上述方案后，本发明给出了钒钨钛基蜂窝状SCR脱硝催化剂载体T12磷酸酸化改性的优选方法。60°C温度下超声浸渍的目的在于使磷酸溶液充分被吸附于T12粉体中，采用去离子水水洗至中性的目的在于洗去没有被吸附的磷酸溶液，避免后续步骤中多余的磷酸腐蚀改性设备，采用磷酸溶液是考虑到磷酸的酸性弱于强酸(如盐酸、硝酸等)，而强于弱酸(如醋酸等)，避免酸性腐蚀扩孔增大比表面积的同时，腐蚀过于强烈而起到相反的作用，另外，磷酸溶液的浸渍确实能够很大地增强T12载体表面布朗斯特酸性位，有助于脱硝过程中NH3被吸附于催化剂的表面。经过以上步骤后，再经研磨、粉碎、筛分至100目以上，得到可以直接用于制备脱硝催化剂的T12载体。本发明能够在较低的反应温度下达到较高的催化剂反应活性。
[0012]本发明采用分段煅烧的目的在于，煅烧温度在250°C时(磷酸的沸点158°C)使被吸附于T12载体内的磷酸形态由液态变为气态(或形成中间体偏磷酸HPO 3)，再在高温煅烧温度490°C时充分使气态的磷酸(或中间体偏磷酸)和T12载体的表面物质发生反应，增加表面的布朗斯特酸性位。
[0013]结果表明:磷酸改性可以使其在不影响T12载体相变的基础上，增加其表面吸附能力和布朗斯特酸性位，提高催化反应过程中对还原剂NH3的表面吸附，进而直接提高SCR脱硝催化剂的活性。本发明可以有效地提高SCR的脱硝效率，具有工艺简单、操作简便等优点。
【附图说明】
[0014]图1为SCR脱硝催化剂载体T12磷酸酸化改性工艺流程图；
图2为实施例中不同浓度磷酸溶液改性T12制备的SCR催化剂活性测试图；
图3为实施例中不同浓度磷酸溶液改性T12制备的SCR催化剂XRD测试图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:
按照图1的改性工艺流程，称取8g的T12载体粉体，放入50ml的0.2mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min，然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在马弗炉中进行高温分段焙烧，250°C的条件下焙烧60min，490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。
[0016]采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 205-胃03/1102催化剂样品。催化剂的化学式表示为:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.2),0.2是H3PO4在催化剂制备中的浓度。
[0017]实施例2:
按照图1的改性工艺流程，先称取8g的T12载体粉体，放入50ml的0.3mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min，然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在马弗炉中进行高温分段焙烧，250°C的条件下焙烧60min，490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。
[0018]采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 205-胃03/1102催化剂样品。催化剂的化学式表示为:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.3),0.3是H3PO4在催化剂制备中的浓度。
[0019]实施例3:
按照图1的改性工艺流程，称取8g的T12载体粉体，放入50ml的0.4mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min，然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在马弗炉中进行高温分段焙烧，250°C的条件下焙烧60min，490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。
[0020]采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 205-胃03/1102催化剂样品。催化剂的化学式表示为:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.4),0.4是H3PO4在催化剂制备中的浓度。
[0021]实施例4:
按照图1的改性工艺流程，称取8g的T12载体粉体，放入50ml的0.5mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min，然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在马弗炉中进行高温分段焙烧，250°C的条件下焙烧60min，490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。
[0022]采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 205-103/1102催化剂样品。催化剂的化学式表示为:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.5),0.5是H3PO4在催化剂制备中的浓度。
[0023]实施例5: