一种低温抗硫抗水脱硝催化剂的制备方法与流程

本发明涉及低温脱硝催化剂领域，尤其涉及一种低温抗硫抗水脱硝催化剂的制备方法。

背景技术：

氮氧化物(NO_x)是大气污染的主要污染物之一，会导致光化学雾、酸雨和雾霾等，严重影响人体健康。因此，氮氧化物的治理和控制一直备受世界各国的高度关注。无论对于固定污染源还是移动污染源，以NH₃为还原剂的选择性催化还原(NH₃-SCR)技术已成为固定源脱硝的有效手段。催化剂是SCR技术的核心，是决定整个系统的脱硝效果和经济性的主要因素。然而目前国内外市场上的SCR催化剂的工作温度大多在290-420℃，低温活性较差，会使烟气脱硝工艺流程和设备装置复杂，很难应用于低温工业锅炉的烟气处理，低温烟气中含有的二氧化硫和水蒸气会导致催化剂的失活。

对于目前存在的问题，研发具有低温高活性的抗硫抗水脱硝催化剂可以有效地提升低温下的脱硝效率并且能够减缓二氧化硫和水蒸气对催化剂的毒化作用。

技术实现要素：

为实现在低温烟气条件下具有较高的脱硝活性，减缓催化剂的毒化作用。本发明提供一种简单的低中温170-300℃抗硫抗水脱硝催化剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明一种低温抗硫抗水脱硝催化剂，采用浸渍法在催化剂载体表面负载V₂O₅和Sb₂O₃的脱硝催化剂，催化剂的载体为TiO₂，催化剂活性成分为V₂O₅，助剂为Sb₂O₃。

进一步优选：催化剂各组分含量：TiO₂为60-90wt％，V₂O₅为1-10wt％，Sb₂O₃为5-30wt％；进一步优选V₂O₅为3wt％，Sb₂O₃为11wt％。

进一步上述所述低温抗硫抗水脱硝催化剂的制备方法，步骤包括如下:

1)将草酸、偏钒酸铵和三氯化锑全部溶于去离子水中，并使其在40-80℃条件下全部溶解；

2)将TiO₂载体缓慢加入到步骤1)生成的溶液中，最终使其在40-80℃条件下全部呈粘稠状；

3)将步骤2)得到的粘稠状固体，在烘箱中烘干呈块状，然后放入马弗炉中，在200-300℃条件下焙烧2-5个小时，然后在400-500℃条件下焙烧2-5个小时，自然冷却到室温，筛分至20-120目备用。

上述制备方法各种原料草酸：偏钒酸铵的质量为(1-3)：1。

偏钒酸铵、三氯化锑、TiO₂载体的用量根据催化剂的组成进行换算。优选：偏钒酸铵、三氯化锑和二氧化钛的质量比为1:(1-3):40。

本发明所具有的优点如下：

1、本发明能够降低催化剂的起活温度，催化剂在170-300℃的温度范围内都可以保持90％以上的效率，保证在低温条件下的具有最优氮氧化物处理效果。

2、本发明脱硝催化剂具有一定抗硫抗水性能，延缓催化剂的失活时间。

3、本发明提供的脱硝制备方法，原料丰富，成本较低，操作简单，制备周期短。

附图说明

图1为V₂O₅-Sb₂O₃-TiO₂催化剂在不同温度下的脱硝效率图。其中曲线(No.1)、(No.2)分别对应实例1、实例2样品的脱硝效率曲线。

图2为实例1中所得1#催化剂的单独抗硫性能图。

图3为实例1中所得1#催化剂的抗硫抗水性能图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实例1：

将2g草酸、1g偏钒酸铵和3g三氯化锑全部溶于40g去离子水中，并在40℃条件下全部溶解；最后将20gTiO₂载体缓慢加入到上述溶液中，并在40℃条件下使其全部呈粘稠状；将得到的粘稠状固体，放入烘箱中烘干，然后放入马弗炉中，在250℃条件下焙烧2个小时，然后在450℃条件下焙烧5个小时，自然冷却到室温，筛分至20-120目备用，得到1#催化剂。

实例2：

将6g草酸、2g偏钒酸铵和6g三氯化锑全部溶于80g去离子水中，并在40℃条件下全部溶解；最后将40gTiO₂载体缓慢加入到上述溶液中，并在40℃条件下使其全部呈粘稠状；将得到的粘稠状固体，放入烘箱中烘干，然后放入马弗炉中，在250℃条件下焙烧2个小时，然后在450℃条件下焙烧5个小时，自然冷却到室温，筛分至20-120目备用，得到2#催化剂。

测试例1：

分别以实例1的1#催化剂和实例2的2#催化剂进行脱硝活性测试。原料气组成部分为NO_x(700ppm)、NH₃(700ppm)，5％O₂，N₂作为平衡气，空速为27000h^-1，测试催化剂在120-400℃的脱硝效率曲线，测试结果如图1。由测试结果可以看出，催化剂脱硝效率在170-300℃范围内都可以达到90％以上，具有较高的低温脱硝活性。图中No.1对应实例1的1#催化剂，No.2对应实例2的2#催化剂。

测试例2：

以实例1的1#催化剂进行单独抗硫实验。原料气组成部分为NOx(700ppm)、NH₃(700ppm)，5％O₂，SO₂浓度860mg/m³，N₂作为平衡气，空速为27000h^-1，在200℃温度下进行了73h的单独抗硫实验，测试结果如图2。经过73h的抗硫测试，催化剂的脱硝效率由原来的99.6％降到98.3％，仅仅下降了1.3％。图中No.1对应实例1的1#催化剂。

测试例3：

以实例3的3#催化剂进行抗硫抗水实验。原料气组成部分为NOx(700ppm)、NH₃(700ppm)，5％O₂，SO₂浓度860mg/m³，10％H₂O，N₂作为平衡气，空速为27000h^-1，在200℃温度下进行160h的抗硫抗水实验，测试结果如图3。催化剂的脱硝效率在1h内从99.6％降低至93％，随后缓慢下降，在之后的100h内都可以保持在80％以上的效率，最后下降至76％。说明锑的加入可以有效抑制SO₂和H₂O对催化剂的毒化作用。图中No.1对应实例1的1#催化剂。