一种脱硝催化剂及其制备方法与流程

文档序号:32784844发布日期:2023-01-03 17:58阅读:107来源:国知局

1.本发明属于无机新材料技术领域,特别地涉及一种脱硝催化剂及其制备方法,尤其是一种克服现有技术中脱硝催化剂在活性组分分散不均匀,活性不稳定缺陷的脱硝催化剂及其制备方法。


背景技术:

2.氮氧化物(no
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)是主要的大气污染物之一,排放要求日益严格。2011年9月国家环保部颁布的gb13223-2001《火电厂大气污染物排放标准》对火电厂nox排放浓度作了更为严格的要求:规定第三时段新建、扩建、改建的燃煤锅炉,nox最高允许排放浓度为100mg/m3。国家环保部颁布的《石油炼制工业污染物排放标准》要求:2015年7月1日起,新建催化裂化装置排放再生烟气中氮氧化物要求小于200mg/m3,特别排放限值要求小于100mg/m3,2017年7月1日现有企业也执行该标准。在众多烟气脱硝技术中,选择性催化还原法(selective catalytic reduction,scr)是仍然是国际主流的技术,其no
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脱除率可达到80%~90%。其中,脱硝催化剂是scr技术的核心,发达国家在上世纪80年代就开发出了不同锅炉类型等的一系列脱硝催化剂,我国许多科研单位与企业针对我国燃料锅炉烟气和炼化烟气状况也进行了一系列的研究,并开发了一些脱硝催化剂。
3.cn201010537130.0提出了利用水热方法制备脱硝催化剂的方法,首先将钛源前驱体和钨源前驱体混合,置于高压釜中进行水热反应,过滤、洗涤并干燥得到钛钨粉脱硝催化剂,同时还可引入钒和钼等元素,制备多金属氧化物催化剂。该方法制备的催化剂活性组分晶粒小、比表面积较大,但由于没有经过充分混合过程,可能导致同种物料聚集程度较高的现象发生,对催化剂活性会有一定影响。
4.cn201110345605.0提出了一种脱硝催化剂的制备方法,向偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和偏钒酸铵,超声波打浆,再调节ph值至4.0~6.5,静置、分离、烘干得到催化剂粉体。该方法工艺简单、成本低,但是偏钒酸铵以固体添加,钒的溶解性有待验证,钒分散不均时虽然活性很高,但so2/so3转化率会较高,影响催化剂使用性能。
5.综上所述,脱硝催化剂的制备都涉及多种金属氧化物的混合,混合方式及工艺的不同对催化剂的脱硝性能有较大的影响,部分配方no
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转化率可以达到90%以上,但高的脱硝率又会产生活性不稳定的问题,难于应对烟气组分的急剧变化及长周期稳定运行。因此,催化剂整体性能的优劣还需要从其他方面的表征进行验证,同时催化剂的制备还要兼顾工业放大的可操作性。


技术实现要素:

6.本发明的主要目的在于提供一种脱硝催化剂制备方法,以克服现有技术中脱硝催化剂在活性组分分散不均匀,活性不稳定的缺陷。
7.为此,本发明提供一种脱硝催化剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
8.(1)将钛源前驱体溶于酸形成钛源前驱体溶液;
9.(2)将铝源前躯体溶解形成溶液,并与钛源前驱体溶液混合均匀,得到混合溶液;
10.(3)调节混合溶液ph值至7~11,沉淀、过滤、洗涤、烘干,形成初级锐钛矿晶型粉体;
11.(4)将初级锐钛矿晶型粉体与强碱溶液混合成浆液,沉淀、过滤、洗涤,得滤饼;
12.(5)在滤饼中加入去离子水,调成浆液,加入活性组分溶液,混合均匀后,干燥、焙烧,研磨成粉体;其中,活性组分溶液是由钨源前躯体、钼源前躯体中的一种或两种组成的溶液;
13.(6)将步骤(5)的粉体与钒源前躯体溶液、高分子分散剂混合成浆液,干燥、焙烧,形成脱硝催化剂。
14.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,所述钛源前驱体为硫酸氧钛或偏钛酸,所述酸为无机酸,所述钛源前驱体溶液中钛含量以tio2计为15~40g/l。
15.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,所述铝源前驱体为硫酸铝,以al2o3和tio2的质量计,所述混合溶液中铝和钛的质量比为0.1~5.0:100。
16.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,所述钨源前驱体为仲钨酸铵或偏钨酸铵,所述钼源前驱体为二钼酸铵、三钼酸铵、四钼酸铵、七钼酸铵或八钼酸铵的一种或几种,以氧化钨和氧化钼的质量计,所述活性组分溶液中钨和钼的质量比为1.0~10.0:100。
17.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,所述钒源前驱体溶液中钒源前驱体为偏钒酸铵,以v2o5和tio2质量计,所述钒源前驱体溶液中钒与步骤(5)的粉体中钛的质量之比为0.1~5.0:100,进一步优选为0.3~3.0:100。
18.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,所述所述步骤(4)中混合时间均为1~24h,步骤(4)、步骤(5)和步骤(6)中浆液的水含量均为25~65wt%。
19.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,以tio2计,所述高分子分散剂加入量与所述步骤(5)的粉体中钛的质量比为0.1~2.0:100。
20.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,所述高分子分散剂选自聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯毗咯烷酮中的一种或几种。本发明所述高分子分散剂,利用其自身分子结构特点,可将活性物质钒源前驱体均匀分散,同时焙烧后在催化剂基体留下微孔,增加催化剂的微孔结构。
21.本发明所述的脱硝催化剂的制备方法,其中优选的是,步骤(5)和步骤(6)中,所述焙烧的条件均为:温度350~620℃,时间2~12h。
22.为此,本发明还提供一种脱硝催化剂,其是上述的脱硝催化剂的制备方法制备的。
23.本发明的有益效果如下:
24.(1)利用原位混合的方法,使钛原子和铝原子在分子级别上混合,致使后续共沉淀过程中产生具有晶格缺陷的晶体,混合金属氧化物粒径小且均一;
25.(2)利用强碱将钛-铝晶格中的铝原子溶出,极大增加了钛基材的晶格缺陷,强碱溶出铝的晶格缺陷是在烟气气氛中易于接触烟气的表面位置,经过助催化组分的补位后,更能有效的发挥scr催化活性,进而在相同的条件下提高脱硝效果;
26.(3)再溶出铝元素后的钛基材上,补充进去钨、钼元素的一种或两种,由于有较多晶格缺陷的存在,钨或钼元素进行补位,焙烧后杂化基材晶格缺陷更稳定,同时可使钛基材
晶型在高温焙烧时保持锐钛矿型不转晶,更有利于保持高的脱硝效果。
27.(4)在高分子分散剂的作用下,钒源在杂化后基材上进行充分分散,同时由于有较大晶格缺陷的基材上助催化剂组分钨或钼的影响,在钛-钨(钼)颗粒表面渗透更深,连接更紧密,分散更均匀,经焙烧后催化剂活性更高且稳定。
具体实施方式
28.以下对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例,下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。
29.本发明提供的脱硝催化剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
30.(1)将钛源前驱体溶于酸形成钛源前驱体溶液;
31.(2)将铝源前躯体溶解形成溶液,并与钛源前驱体溶液混合均匀,得到混合溶液;
32.(3)调节混合溶液ph值至7~11,沉淀、过滤、洗涤、烘干,形成初级锐钛矿晶型粉体;
33.(4)将初级锐钛矿晶型粉体与强碱溶液混合成浆液,沉淀、过滤、洗涤,得滤饼;
34.(5)在滤饼中加入去离子水,调成浆液,加入活性组分溶液,混合均匀后,干燥、焙烧,研磨成粉体;其中,活性组分溶液是由钨源前躯体、钼源前躯体中的一种或两种组成的溶液;
35.(6)将步骤(5)的粉体与钒源前躯体溶液、高分子分散剂混合成浆液,干燥、焙烧,形成脱硝催化剂。
36.在一些实施例中,优选的是,所述钛源前驱体为硫酸氧钛或偏钛酸,所述酸为无机酸,所述钛源前驱体溶液中钛含量以tio2计为15~40g/l。
37.在一些实施例中,优选的是,所述铝源前驱体为硫酸铝,以al2o3和tio2的质量计,所述混合溶液中铝和钛的质量比为0.1~5.0:100。
38.在一些实施例中,优选的是,所述钨源前驱体为仲钨酸铵或偏钨酸铵,所述钼源前驱体为二钼酸铵、三钼酸铵、四钼酸铵、七钼酸铵或八钼酸铵的一种或几种,以氧化钨和氧化钼的质量计,所述活性组分溶液中钨和钼的质量比为1.0~10.0:100。
39.在一些实施例中,优选的是,所述钒源前驱体溶液中钒源前驱体为偏钒酸铵,以v2o5和tio2质量计,所述钒源前驱体溶液中钒与步骤(5)的粉体中钛的质量之比为0.1~5.0:100,进一步优选为0.3~3.0:100。
40.在一些实施例中,优选的是,所述所述步骤(4)中混合时间均为1~24h,步骤(4)、步骤(5)和步骤(6)中浆液的水含量均为25~65wt%。
41.在一些实施例中,优选的是,以tio2计,所述高分子分散剂加入量与所述步骤(5)的粉体中钛的质量比为0.1~2.0:100。
42.在一些实施例中,优选的是,所述高分子分散剂选自聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯毗咯烷酮中的一种或几种。本发明所述高分子分散剂,利用其自身分子结构特点,可将活性物质钒源前驱体均匀分散,同时焙烧后在催化剂基体留下微孔,增加催化剂的微孔结构。
43.在一些实施例中,优选的是,步骤(5)和步骤(6)中,所述焙烧的条件均为:温度350~620℃,时间2~12h。
44.本发明提供的脱硝催化剂,其是上述的脱硝催化剂的制备方法制备的。
45.以下实施例中
46.催化剂样品制备:将制备的新鲜催化剂粉碎后筛分取20~40目粉体待评价。
47.催化剂样品与烟道粉尘混合处理工艺:将制备的新鲜催化剂样品;将烟道粉尘筛分后取40~60目粉体,粉尘中含钒氧化物、镍氧化、碱及碱土金属氧化物等杂质。两种粉体按质量比1:1混合,在空气气氛中,420℃下,混合72h,之后筛分出催化剂粉体进行评价。新鲜催化剂与烟道粉尘接触混合过程中,会将粉尘中的有害物质不均匀的转移到新鲜催化剂上,导致新鲜催化剂表面活性及选择性降低,进而会增加催化剂的so2/so3转化率,降低脱硝催化剂整体性能。
48.no
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转化率评价条件:空速30000h-1
,反应温度300℃,进气no
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为600mg/nm3、so2为600mg/nm3、氨氮比为1、水含量为8%。
49.no
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、so2浓度测定方法:烟气连续在线分析仪,西门子ultramat23。
50.so2/so3转化率测定方法:石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范(dl/t998-2006)。
51.以下实施例是对本发明的具体说明,实施例和对比例所述的“%”指质量百分含量。
52.实施例1:
53.将以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将以al2o3计4g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于5mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌混合12h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为40%的浆液,加入以wo3计5g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.0g的偏钨钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入0.8g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
54.上述所得新鲜催化剂及与催化裂化再生烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率97.8%,混合处理后催化剂no
x
转化率97.7%。
55.对比例1:
56.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液后,用氨水调节ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于5mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌12h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为40%的浆料,加入以wo3计5g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.0g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入0.8g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
57.与实施例1对比,该催化剂的制备步骤中没有铝元素参与。
58.上述所得新鲜催化剂及与催化裂化再生烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率91.6%,混合处理后催化剂no
x
转化率89.4%。
59.实施例2
60.将以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将以al2o3计3g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至
9.5,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于4mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌12h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为35%的浆料,加入以wo3计4g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计0.9g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入1.0g聚乙二醇,搅拌100min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
61.上述所得新鲜催化剂及与乙烯裂解炉烟气中胶质粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率96.3%,混合处理后催化剂no
x
转化率96.1%。
62.对比例2
63.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计3g的硫酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至9.5,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于4mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌12h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为35%的浆料,加入以wo3计4g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计0.9g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌100min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
64.与实施例2对比,该催化剂的制备步骤中没有高分子分散剂参与。
65.上述所得新鲜催化剂及与乙烯裂解炉烟气中胶质粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率92.5%,混合处理后催化剂no
x
转化率91.0%。
66.实施例3
67.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计2g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至9,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于3mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌10h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为30%的浆料,加入以wo3计7g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.2g的偏钒酸铵溶液制成含水40%的浆料,搅拌后加入1.0g聚丙烯酰胺,搅拌100min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
68.上述所得新鲜催化剂进行评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率96.8%。
69.对比例3
70.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计2g的硫酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至9,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料用去离子水制成含水率为30%的浆料,加入以wo3计7g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.2g的偏钒酸铵溶液制成含水40%的浆料,搅拌后加入1.0g聚丙烯酰胺,搅拌100min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
71.与实施例3对比,该催化剂的制备步骤中没有采用碱浸取铝元素的工艺步骤。
72.上述所得新鲜催化剂进行评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率93.5%。
73.实施例4
74.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计4.5g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节
ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于4mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌12h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为40%的浆料,加入以wo3计4g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.8g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入1.2g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
75.上述所得新鲜催化剂及与燃煤锅炉烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率98.4%,混合处理后催化剂no
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转化率98.2%。
76.对比例4
77.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计4.5g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于4mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌12h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为40%的浆料,加入以wo3计4g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.8g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入1.2g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
78.与实施例4对比,该催化剂的制备步骤中没有加入聚乙烯吡咯烷酮的步骤。
79.上述所得新鲜催化剂及与燃煤锅炉烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率93.8%,混合处理后催化剂no
x
转化率92.5%。
80.实施例5
81.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计5.0g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于4.5mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌10h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为40%的浆料,加入以moo3计5g的钼酸铵溶液,搅拌3h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.2g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入1.0g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
82.上述所得新鲜催化剂及与燃煤锅炉烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率97.9%,混合处理后催化剂no
x
转化率97.7%。
83.对比例5
84.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计5.0g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于4.5mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌10h,充分洗涤并过滤;550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.2g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入1.0g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
85.与实施例5对比,该催化剂的制备步骤中没有加入适量钼酸铵溶液的步骤。
86.上述所得新鲜催化剂及与燃煤锅炉烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率86.3%,混合处理后催化剂no
x
转化率83.1%。
87.实施例6
88.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计1.0g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于2mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌10h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为35%的浆料,加入以moo3计3.5g的钼酸铵溶液,搅拌3h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计0.6g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌后加入0.8g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
89.上述所得新鲜催化剂及与燃煤锅炉烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率96.3%,混合处理后催化剂no
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转化率96.0%。
90.对比例6
91.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计1.0g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于2mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌10h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为35%的浆料,加入以moo3计3.5g的钼酸铵溶液,搅拌3h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计0.6g的偏钒酸铵溶液制成含水30%的浆料,搅拌90min、密封静置24h、烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
92.与实施例6对比,该催化剂的制备步骤中没有加入聚乙烯吡咯烷酮的步骤。
93.上述所得新鲜催化剂及与燃煤锅炉烟气中粉尘高温混合后催化剂分别评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率92.8%,混合处理后催化剂no
x
转化率91.3%。
94.实施例7
95.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;将含以al2o3计5g的硫酸铝溶解于20ml去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节ph值至9,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料置于4.5mol/l的氢氧化钠溶液中,搅拌10h,沉淀、过滤、洗涤,终得滤饼;将滤饼用去离子水制成含水率为35%的浆料,加入以wo3计10g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.0g的偏钒酸铵溶液制成含水40%的浆料,搅拌后加入1.1g聚丙烯酰胺,搅拌100min、密封静置24h、烘干、610℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
96.上述所得新鲜催化剂进行评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率95.9%。
97.对比例7
98.将含以tio2计100g的硫酸氧钛溶解于200ml的2mol/l硫酸形成溶液;用氨水调节ph值至9,沉淀完全后,过滤、洗涤并烘干;将烘干后物料用去离子水制成含水率为35%的浆料,加入以wo3计10g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以v2o5计1.0g的偏钒酸铵溶液制成含水40%的浆料,搅拌后加入1.1g聚丙烯酰胺,搅拌100min、密封静置24h、烘干、610℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
99.与实施例7对比,该催化剂的制备步骤中没有采用碱浸取铝元素的工艺步骤。
100.上述所得新鲜催化剂进行评价。评价结果:新鲜催化剂no
x
转化率92.2%。
101.通过实施例和对比例发现:实施例的脱硝催化剂有良好的脱硝效果,初步经过原位混合,使钛基材与铝元素形成优良的混合基体材料,经过碱熔工艺,现将铝元素浸取出
来,再补充助催化组分进入基体,如此可以增加催化剂基材的高温晶型稳定性和基材的晶格畸变,同时也可以促进主活性物质钒物种的均匀分散,进而提高催化剂脱硝活性。在高分子分散剂的作用下,在以制备的钛-钨(钼)基材上引入钒氧化物,焙烧后得到脱硝催化剂。催化剂评价中no
x
的转化率在氨氮比为1、空速为30000h-1
时,脱硝率可达96%以上,表现出良好的脱硝性能;经与实际烟道粉尘混合处理后,催化剂活性只有微弱的减小,说明催化剂性能优良;脱硝催化剂制备方法中,若不经第(3)步处理,不进行铝元素的浸出,焙烧后催化剂样品脱硝活性较差,经与烟道烟尘混合处理后,脱硝活性下降较多;若第(6)步处理中不加高分子分散剂,焙烧后催化剂样品脱硝活性也交差,经与烟道烟尘混合处理后,脱硝活性也有一定的下降。总之,本发明制备的新鲜脱硝催化剂及处理后的催化剂在同条件下评价时,脱硝活性比其他对比例样品低,具有良好催化活性。
102.综上所述,本发明的有益效果如下:
103.(1)利用原位混合的方法,使钛原子和铝原子在分子级别上混合,致使后续共沉淀过程中产生具有晶格缺陷的晶体,混合金属氧化物粒径小且均一;
104.(2)利用强碱将钛-铝晶格中的铝原子溶出,极大增加了钛基材的晶格缺陷,强碱溶出铝的晶格缺陷是在烟气气氛中易于接触烟气的表面位置,经过助催化组分的补位后,更能有效的发挥scr催化活性,进而在相同的条件下提高脱硝效果;
105.(3)再溶出铝元素后的钛基材上,补充进去钨、钼元素的一种或两种,由于有较多晶格缺陷的存在,钨或钼元素进行补位,焙烧后杂化基材晶格缺陷更稳定,同时可使钛基材晶型在高温焙烧时保持锐钛矿型不转晶,更有利于保持高的脱硝效果。
106.(4)在高分子分散剂的作用下,钒源在杂化后基材上进行充分分散,同时由于有较大晶格缺陷的基材上助催化剂组分钨或钼的影响,在钛-钨(钼)颗粒表面渗透更深,连接更紧密,分散更均匀,经焙烧后催化剂活性更高且稳定。
107.当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。
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