专利名称：一种制备脱硝催化剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种催化剂的制备方法，尤其涉及一种脱硝催化剂的制备方法。
背景技术：
NOx是大气中的主要污染物之一，它是由化石燃料与空气在高温燃烧时产生的， 主要包括Ν0、Ν02和队0，其中NO占90%以上，NO2占5% 10%。NOr不仅危害人体健康， 而且还是破坏环境、形成酸雨和光化学烟雾的重要物质。我国以煤为主的能源决定了我国大气污染的特征为煤烟型污染。与发达国家相比，我国现有的煤电机组设备总体技术水平落后，发电煤耗高，能源利用率低，进一步加剧了煤炭燃烧造成的气体排放及环境污染。 为了达到减排NO的目的，主要方法是利用NH3在选择性还原催化剂的催化下将NO还原成无害的N2。查阅大量专利我们发现，目前的主要催化剂是利用二氧化钛作载体，负载上Mo03、 WO3和V2O5，存在制备成本高、Mo03、WO3和V2O5分散效果不佳的缺点。因此降低催化剂的制备成本、提高临03、103和V2O5的分散性从而提高NO转化率是完善催化剂的重要方法。有文献报道利用未煅烧的偏钛酸为前驱体，以偏钒酸铵和双氧水的溶液为浸渍液，浸渍、焙烧制备了 V205/Ti02催化剂，在V/Ti02重量比为4%时，NO的转化率达到83%，该催化剂仅负载了较多的钒元素而使催化剂成本高，NO的转化率偏低。也有文献报道，利用钛白粉厂中间产物硫酸氧钛为起始原料，分别尿素均相沉淀法和氨水直接沉淀法制备偏钛酸，然后负载1%V205 和10%W03到偏钛酸的表面制成催化剂，在240-420°C，最高NO转化率不超过90%。
发明内容
本发明提供一种成本更低、NO转化率更高的脱硝催化剂的制备方法。为了实现上述发明目的，本发明制备脱硝催化剂的具体步骤如下
(1)以钛白粉厂的中间产品偏钛酸为原料，分别用稀硝酸、稀氨水、去离子水洗涤除去其杂质离子，过滤得到偏钛酸滤饼，再加去离子打浆分散，制得偏钛酸浆料；
(2)在上述偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和偏钒酸铵，使三种铵盐与偏钛酸的质量比分别为(1 5) :100、(1 8) 100以及(0. 1 2) 100，然后将上述混合物用超声波打浆，用酸调节浆料的pH至4. 0 6. 5 ；
(3)将上述混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体；
(4)用模具将上述催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在200 600°C热处理4 10小时后即得到本发明脱硝催化剂。所述步骤(1)中的原料偏钛酸粒径分布为10 200纳米，有利于在催化剂中形成大小气孔。所述步骤(2)中调节浆料pH的酸是盐酸或硝酸，其浓度为1. 0 10. 0mol/Lo与目前制备脱硝催化剂方法相比较，本发明采用钛白粉厂中间产品偏钛酸为原料降低了成本；通过超声波打浆过程将Mo、W和V盐分散到偏钛酸的表面，提高了 Mo03、W03和 V2O5的分散性；在热处理过程中铵盐分解所产生的气体需要排出，产生气孔，形成气体通道有利于催化剂在脱硝过程中与NH3、NO的接触，提高了 NO的转化率。
具体实施例方式
下面结合实施例，对本发明做进一步说明。但本发明不局限于以下实施例。实施例1
利用钛白粉厂的中间体偏钛酸(粒径分布为10 200纳米)，用稀硝酸分散打浆、过滤， 在滤饼上水即将干时，加入稀硝酸继续过滤，不断加入硝酸过滤，直到滤液中检测不到Fe3+. 将得到的滤饼加稀氨水打浆分散、过滤，在滤饼上水快要干时，加入稀氨水继续过滤直到滤液呈中性，再加水将偏钛酸打浆分散，制得偏钛酸浆料。在偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和钒酸铵，使三种铵盐与偏钛酸质量比分别为1/100 ,1/100和0.1/100，然后将混合物浆料用超声波打浆让加入的铵盐溶解、分散，使铵盐充分被吸附到偏钛酸表面，用 l.Omol/L硝酸调节浆料的pH至5.0。将混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体。用模具将催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在300°C热处理4小时即得到催化剂。本发明催化剂催化性能测试条件为空速SOOOtT1、反应温度为350°C、测量气体组分为模拟电厂烟气成分，进口 NO浓度为1000 ppm.测得NO的转化率达到98%。实施例2
利用钛白粉厂的中间体偏钛酸(粒径分布为10 200纳米)，用稀硝酸分散打浆、过滤，在滤饼上水即将干时，加入稀硝酸继续过滤，不断加入硝酸过滤，直到滤液中检测不到 Fe3+.将得到的滤饼加稀氨水打浆分散、过滤，在滤饼上水快要干时，加入稀氨水继续过滤直到滤液呈中性，再加水将偏钛酸打浆分散，制得偏钛酸浆料。在偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和钒酸铵，使三种铵盐与偏钛酸质量比分别为5/100、2/100和0. 5/100，然后将混合物浆料用超声波打浆让加入的铵盐溶解、分散，使铵盐充分被吸附到偏钛酸表面，用 1.0!1101/1盐酸调节浆料的？!1至5.5。将混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体。用模具将催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在400°C热处理4小时即得到催化剂。测试条件同实施例1。测得NO的转化率达到99%。实施例3
利用钛白粉厂的中间体偏钛酸(粒径分布为10 200纳米)，用稀硝酸分散打浆、过滤， 在滤饼上水即将干时，加入稀硝酸继续过滤，不断加入硝酸过滤，直到滤液中检测不到Fe3+. 将得到的滤饼加稀氨水打浆分散、过滤，在滤饼上水快要干时，加入稀氨水继续过滤直到滤液呈中性，再加水将偏钛酸打浆分散，制得偏钛酸浆料。在偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、 钼酸铵和钒酸铵，使三种铵盐与偏钛酸质量比分别为1/100、5/100和1/100，然后将混合物浆料用超声波打浆让加入的铵盐溶解、分散，使铵盐充分被吸附到偏钛酸表面，用5. 0mol/L 硝酸调节浆料的PH至6.0。将混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体。用模具将催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在300°C热处理10小时即得到催化剂。测试条件同实施例1。测得NO的转化率达到98%。实施例4
利用钛白粉厂的中间体偏钛酸(粒径分布为10 200纳米)，用稀硝酸分散打浆、过滤，在滤饼上水即将干时，加入稀硝酸继续过滤，不断加入硝酸过滤，直到滤液中检测不到 Fe3+.将得到的滤饼加稀氨水打浆分散、过滤，在滤饼上水快要干时，加入稀氨水继续过滤直到滤液呈中性，再加水将偏钛酸打浆分散，制得偏钛酸浆料。在偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和钒酸铵，使三种铵盐与偏钛酸质量比分别为3/100、1/100和0. 5/100，然后将混合物浆料用超声波打浆让加入的铵盐溶解、分散，使铵盐充分被吸附到偏钛酸表面，用 5.0mol/L盐酸调节浆料的pH至6.0。将混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体。用模具将催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在300°C热处理10小时即得到催化剂。测试条件同实施例1。测得NO的转化率达到97%。实施例5
利用钛白粉厂的中间体偏钛酸(粒径分布为10 200纳米)，用稀硝酸分散打浆、过滤， 在滤饼上水即将干时，加入稀硝酸继续过滤，不断加入硝酸过滤，直到滤液中检测不到Fe3+. 将得到的滤饼加稀氨水打浆分散、过滤，在滤饼上水快要干时，加入稀氨水继续过滤直到滤液呈中性，再加水将偏钛酸打浆分散，制得偏钛酸浆料。在偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、 钼酸铵和钒酸铵，使三种铵盐与偏钛酸质量比分别为1/100、1/100和2/100，然后将混合物浆料用超声波打浆让加入的铵盐溶解、分散，使铵盐充分被吸附到偏钛酸表面，用10. Omol/ L硝酸调节浆料的pH至6.0。将混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体。用模具将催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在600°C热处理4小时即得到催化剂。测试条件同实施例1。测得NO的转化率达到97%。本发明是利用钛白粉厂中间产物偏钛酸，未经烘干处理，直接加入含钼、钨、钒的盐，经超声波打浆、分散，一次烘干、热处理直接得到催化剂，简化了生产过程，减小了催化齐 中钒元素的比例，降低了成本，提高了 NO的转化率。
权利要求
1.一种制备脱硝催化剂的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)以钛白粉厂的中间产品偏钛酸为原料，分别用稀硝酸、稀氨水、去离子水洗涤除去其杂质离子，过滤得到偏钛酸滤饼，再加去离子水打浆分散，制得偏钛酸浆料；(2)在上述偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和偏钒酸铵，使三种铵盐与偏钛酸的质量比分别为(1 5) :100、(1 8) 100以及(0. 1 2) 100，然后将上述混合物用超声波打浆，用酸调节浆料的pH至4. 0 6. 5 ；(3)将上述混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体；(4)用模具将上述催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在200 600°C热处理4 10小时后即得到本发明脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备脱硝催化剂的方法，其特征在于所述步骤(1)中的原料偏钛酸粒径为10 200纳米。
3.根据权利要求1或2所述的制备脱硝催化剂的方法，其特征在于所述步骤(2)中调节浆料PH的酸是盐酸或硝酸，其浓度为1. 0 10. 0mol/Lo
全文摘要
本发明公开了一种脱硝催化剂的制备方法。该方法包括以下步骤(1)以钛白粉厂的中间产品偏钛酸为原料，分别用稀硝酸、稀氨水、去离子水洗涤除去其杂质离子，制得偏钛酸浆料；(2)在上述偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和偏钒酸铵，然后将上述混合物用超声波打浆，用酸调节浆料的pH至4.0～6.5；(3)将上述混合浆料静置、烘干得到催化剂粉体；(4)用模具将上述催化剂粉体压制成型制成蜂窝状，在200～600oC热处理4～10小时后即得到本发明脱硝催化剂。本发明制备脱硝催化剂的方法成本低、工艺简单且提高了NO的转化率。本发明的脱硝催化剂在350oC反应温度时，可使电厂烟气成分中NO转化率达到97%以上。
文档编号B01D53/86GK102357359SQ20111034560
公开日2012年2月22日 申请日期2011年11月5日 优先权日2011年11月5日
发明者储向峰, 周影, 孙文起, 张王兵, 杨帆, 董永平, 陈同云 申请人:安徽工业大学