一种fcc再生烟气脱硝用催化剂、制备方法及其用图_2

文档序号:8328847阅读:来源:国知局
°C烘箱中干燥5~8h。
[0033] 优选地,焙烧过程升温速率控制在0. 5~2°C /min,例如0. 6°C /min、0. 8°C /min、 I. 0°C/min、I. 2°C/min、I. 4°C /min、I. 6°C /min 或 I. 8°C /min,焙烧温度为 350 ~500°C,例 如 370°〇、390°〇、410°〇、430°〇、450°〇、470°〇或490°〇,焙烧时间为3~611,例如3.311、3.611、 3. 9h、4. 2h、4. 5h、4. 8h、5. lh、5. 4h 或 5. 7h。
[0034] 示例性的使活性组分过渡金属氧化物负载在载体表面的方法包括以下步骤:
[0035] 将铈钛双金属复合氧化物载体置于80°C烘箱中干燥5~8h,称取过渡金属盐配 成水溶液C,然后将C溶液逐滴滴加到已干燥好的铈钛双金属复合氧化物载体中并搅拌均 匀,然后经超声和干燥后转入马弗炉中以0. 5~2°C /min的升温速率升至目标温度350~ 500°C,且在该温度下恒温3~6h,得到FCC再生烟气脱硝用催化剂。
[0036] 将负载活性组分后的催化剂进行端部硬化,可以提高催化剂的成型强度,并使催 化剂具有高的抗粉尘冲刷能力。
[0037] 示例性的端部硬化方法为:将催化剂的端部在20%的硅溶胶硬化池中浸泡20~ 40分钟,例如30分钟,端部硬化的长度为500~800mm,例如800mm。
[0038] 本发明的目的之三在于提供一种如上所述的FCC再生烟气脱硝用催化剂的用途, 其用于FCC再生烟气脱硝。
[0039] 与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0040] 本发明的FCC再生烟气脱硝用催化剂比普通的钒钨钛催化剂相比,其活性温度窗 口较宽,低温活性较好,250°C~450°C之间NO转化率达到80 %以上,同时具有比较面积大 及队选择性高(选择性为90%以上)de优点,且具有高的抗粉尘冲刷能力。
[0041] 此外,该催化剂的合成方法简单,制备周期短,具有较好的应用前景。
【附图说明】
[0042] 图 1 为实施例 1-5 制备的催化剂 Mn/Ce-Ti02、Fe/Ce_Ti02、Mo/Ce-Ti02、W/Ce-Ti0 2、 Cd/Ce-Ti〇d9X射线衍射图。
[0043] 图2中的(a)和(b)分别为实施例1-5制备的催化剂Mn/Ce-Ti02、Fe/Ce-Ti0 2、Mo/ Ce-Ti02、W/Ce-Ti02、Cd/Ce-Ti0j9 BET 图。
[0044] 图 3 为实施例的 1-5 制备的催化剂 Mn/Ce-Ti02、Fe/Ce-Ti02、Mo/Ce-Ti02、W/ Ce-Ti02、Cd/Ce-Ti02选择催化还原NO的活性测试结果。
[0045] 图 4 为实施例的 1-4 制备的催化剂 Mn/Ce-Ti02、Fe/Ce-Ti02、Mo/Ce-Ti02、W/ Ce-Ti02、Cd/Ce-Ti02选择催化还原NO的N2选择性测试结果。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0047] 催化剂的活性测试方法:催化剂压片后研磨过筛,取40~60目的部分。实验在连 续流动的固定床反应器上进行,具体是将〇. 4g过筛后的催化剂装入到石英玻璃管中,管内 温度由管式电阻炉和控温仪进行程序升温控制。混合气体模拟真实烟气,由其所对应的钢 瓶提供。相应的混合气体组成为:C nq= Cnh3= lOOOppm,Cq2= 3%,平衡气SN2,体积空速 为160001Γ1。进出口 NO的浓度值由ThermoFisher 42iHL NO分析仪在线检测。NO转化率 的具体计算公式如下:
[0048]
【主权项】
1. 一种FCC再生烟气脱硝用催化剂,其包括铈钛双金属复合氧化物载体以及负载在载 体表面的活性组分过渡金属氧化物,其中,铈与钛原子的摩尔比为0. 1~0. 5,过渡金属氧 化物为氧化锰、氧化铁、氧化钼、氧化钨或氧化镉中的任意一种或者至少两种的混合物,活 性组分过渡金属氧化物的负载量为0~5wt%,且不包括0。
2. 如权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述催化剂具有介孔结构,平均孔径为 7_15nm ; 优选地,所述铈钛双金属复合氧化物载体由溶胶凝胶法制备得到。
3. -种如权利要求1或2所述的FCC再生烟气脱硝用催化剂的制备方法,所述方法包 括铈钛双金属复合氧化物载体的制备、使活性组分过渡金属氧化物负载在载体表面以及任 选地端部硬化的过程。
4. 如权利要求3所述的方法,其特征在于,采用溶胶凝胶法制备铈钛双金属复合氧化 物载体的方法包括以下步骤: (1) 将钛源加入到无水乙醇中,经充分搅拌,记为A溶液; (2) 将铈源溶解到去离子水和无水乙醇的混合液中,记为B溶液; ⑶将溶液A和溶液B混合,充分搅拌,调节得到的混合溶液的pH值至1~2后,继续 搅拌,然后将得到的混合溶液陈化,干燥,焙烧,得到铈钛双金属复合氧化物载体。
5. 如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述钛源为有机钛源,进一步优选钛酸四丁 醋; 优选地,所述铈源为硝酸铈或/和硫酸铈; 优选地,步骤(3)中充分搅拌的时间为60~120min ; 优选地,步骤(3)中通过向混合溶液中滴加浓盐酸或者醋酸实现pH值调节,优选滴加 浓盐酸实现pH值调节; 优选地,步骤(3)中继续搅拌的时间为60~120min。
6. 如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,步骤⑶在表面皿中进行陈化; 优选地,步骤(3)在空气中进行陈化,陈化时间为18~48h ; 优选地,步骤(3)中干燥的温度为80~120°C,干燥时间为8-12h ; 优选地,步骤(3)中所述焙烧温度为350-500°C,优选500°C,焙烧时间为3-6h,优选 4h〇
7. 如权利要求3-6之一所述的方法,其特征在于,使活性组分过渡金属氧化物负载在 载体表面的方法包括以下步骤: 称取过渡金属盐配成水溶液C,然后将C溶液逐滴滴加到铈钛双金属复合氧化物载体 中并搅拌均匀,超声,干燥,焙烧,得到FCC再生烟气脱硝用催化剂。
8. 如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述铈钛双金属复合氧化物载体经过如下 预处理: 将铈钛双金属复合氧化物载体在50-KKTC,优选80°C烘箱中干燥5~8h ; 优选地,焙烧过程升温速率控制在0. 5~2°C /min,焙烧温度为350~500°C,焙烧时间 为3~6h。
9. 如权利要求3-8之一所述的方法,其特征在于,端部硬化方法为:将载体表面负载 有活性组分的催化剂的端部在20 %的硅溶胶硬化池中浸泡20-40分钟,端部硬化的长度 500 ~800mm。
10. -种如权利要求1或2所述的FCC再生烟气脱硝用催化剂的用途,其用于FCC再生 烟气脱硝。
【专利摘要】本发明涉及一种FCC再生烟气脱硝用催化剂、制备方法及其用途。所述催化剂包括铈钛双金属复合氧化物载体以及负载在载体表面的活性组分过渡金属氧化物,其中,铈与钛原子的摩尔比为0.1~0.5,过渡金属氧化物为氧化锰、氧化铁、氧化钼、氧化钨或氧化镉中的任意一种或者至少两种的混合物。所述方法包括以钛酸四丁酯等为钛源、硝酸铈或硫酸铈等为铈源,同时以过渡金属盐、去离子水、乙醇和浓盐酸为原料,通过溶液搅拌混合、空气蒸发自组装以及干燥焙烧等步骤,并优选进一步采用端部硬化技术使催化剂的成型强度增大。本发明的催化剂用于再生烟气脱硝SCR反应中具有较短的制备时间,较高的低温反应活性,抗粉尘冲刷能力强,应用前景较好。
【IPC分类】B01J23-30, B01D53-56, B01J23-34, B01J23-10, B01D53-86, B01J23-28, B01J23-83
【公开号】CN104645974
【申请号】CN201510045448
【发明人】刘坚, 于富红, 赵震, 石娟, 韦岳长, 崔丽凤, 史恒昌, 史曾昌, 冯大庆
【申请人】中国石油大学(北京), 山东华鲁恒升化工股份有限公司, 山东鸿创环保有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月29日
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