n。取出后，吹 尽孔道内溶液，重复浸渍3次后，于120°C下烘干8h并于600°C下煅烧4h得到催化剂，其 中MnO 2: V2O5: CeO2: WO3:1102质量比为1: 1: 1:6:91。采用质量法计算得到催化剂的涂覆率为 4. 5%，记作催化剂V。
[0073] 催化剂活性测试：
[0074] 图1示出了用于测定本发明的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的活性的测试装置的 结构示意图。
[0075] 将示例1至4和对比例1制备得到的涂覆式低温烟气脱硝催化剂分别通过切割制 备成边长为25mmX25mmX50mm(LXWXH)的立方体，并将催化剂外壁分别包裹高温衬垫并 将催化剂分别送入28mmX28mm(LXW)的反应管内且控制装填高度为50mm，然后将反应管 装入反应器5中。
[0076] 实验测定：
[0077] 第一组原料气为NO与順3的混合气，其中N0/NH 3的浓度比为I: I，N 2作为平衡气； 第二组原料气为压缩空气，其中氧气含量为21 %。两组原料气经减压阀2-U2-2和质量流 量计3-U3-2计量后进入混合器4混合后进入反应器5中发生反应，反应器5采用外加热 模式进行加热，出口气体经气液分离器6、氨气吸收罐7和湿式流量计8冷却、分离、吸收、计 量后，一部分进入烟气分析仪9进行分析，另一路气体直接排空。
[0078] 测试条件：
[0079] NO 的入口浓度为 882. 35mg/m3, NH3的入口浓度为 500mg/m 3(cN(]/cNH3= 1:1)，氧含 量为6%，平衡气为N2，总气量的空速为5000h \反应温度为180°C。
[0080] 组分分析：
[0081 ] 采用GASB0ARD-3000在线红外烟气分析仪，微流红外检测技术测量样品中的NO浓 度。
[0082] NO的转化率计算公式如下：
[0083]
[0084] 其中：
[0085] n NO为NO转化率，cN。α P为NO进口浓度，cN。a P为NO出口浓度；微量反应，体积变 化忽略不计。
[0086] 相关测试结果如下：
[0087] 在反应温度为200°C的条件下，催化剂I的NO转化率为87. 3 %。催化剂II的NO 转化率为92. 8 %。催化剂III的NO转化率为91. 2 %。催化剂IV的NO转化率为91. 0 %。催 化剂V的NO转化率为75. 4%。
[0088] 由测试结果可知：采用本发明制备的涂覆式低温烟气脱硝催化剂具有良好的低温 脱硝活性，NO转化率> 87%。而采用浸渍法制备的低温烟气脱硝催化剂由于活性组分负载 量过低且涂层牢固性不佳，其NO转换率仅为75. 4%。。
[0089] 综上所述，采用本发明方法制备得到的涂覆式低温烟气脱硝催化剂具有比表面积 大、涂层牢固性更好、低成本以及在低温下具有较高的催化活性的优点，其制备工艺简单合 理且应用前景良好。
[0090] 本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1. 一种涂覆式低温烟气脱硝催化剂，其特征在于，所述涂覆式低温烟气脱硝催化剂 包括第一载体、第二载体、活性组分和助剂，所述第一载体为改性后的堇青石蜂窝陶瓷，所 述第二载体为二氧化钛，所述活性组分包括锰氧化物和钒氧化物，所述助剂包括铈氧化 物和钨氧化物，其中，所述涂覆式低温烟气脱硝催化剂是采用真空抽提法将由包括第二 载体、活性组分和助剂的催化剂活性组分粉体配制成的催化剂浆液涂覆在第一载体上后 煅烧得到的，其中，所述催化剂活性组分粉体以Mn0 2、V205、Ce02、W03、110 2计，其质量比为 Mn02:V205:Ce0 2:W03:Ti02= 1 ~2:1 ~2:1 ~2:1 ~6. 5:87. 5 ~96。2. 根据权利要求1所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂，其特征在于，所述涂覆式低温 烟气脱硝催化剂上的催化剂活性组分粉体的涂覆率为3~15%。3. -种涂覆式低温烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括依次 进行的准备原料、制备催化剂活性组分粉体、制备催化剂浆液和制备催化剂成品，其中， 在准备原料的步骤中，包括改性堇青石蜂窝陶瓷的子步骤和制备铝溶胶的子步骤； 在制备催化剂活性组分粉体的步骤中，将偏钒酸铵和钨酸铵溶于草酸溶液中直至完全 溶解，再分别加入锰盐和硝酸铈直至完全溶解，之后向所得溶液中分别加入分散剂和二氧 化钛粉末，搅拌均匀后加温蒸干直至得到催化剂粉体，将所述催化剂粉体烘干并煅烧后得 到催化剂活性组分粉体，其中，所述催化剂活性组分粉体以Mn0 2、V205、Ce02、W03、110 2计，其 质量比为 Mn02:V205:Ce02:W03:Ti0 2= 1 ~2:1 ~2:1 ~2:1 ~6. 5:87. 5 ~96 ; 在制备催化剂浆液的步骤中，将所述催化剂活性组分粉体与铝溶胶及去离子水混合后 进行球磨，球磨制浆后得到催化剂浆液； 在制备催化剂成品的步骤中，采用真空抽提法将所述催化剂浆液涂覆在改性后的堇青 石蜂窝陶瓷上，之后干燥并煅烧得到涂覆式低温烟气脱硝催化剂成品。4. 根据权利要求3所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在所 述改性堇青石蜂窝陶瓷的子步骤中，将堇青石蜂窝陶瓷浸渍于硝酸溶液中进行预处理，再 用去离子水洗涤至堇青石蜂窝陶瓷的洗涤液呈中性，最后烘干得到改性后的堇青石蜂窝陶 瓷，其中，所述堇青石蜂窝陶瓷的孔径为5~10目，所述硝酸溶液的浓度为2~5mol/L，堇 青石蜂窝陶瓷与硝酸溶液的质量比为1:1~1:1. 5,浸渍时间为1~5h，烘干温度为90~ 110°C且烘干时间为6~12小时。5. 根据权利要求3所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在所 述制备铝溶胶的子步骤中，向80~90°C的去离子水中缓慢加入超高纯拟薄水铝石型氢氧 化铝粉末并持续搅拌直至形成悬浮液，回流搅拌1~5小时后再分别加入硝酸和聚乙二醇 400,将获得的胶体在50~150°C的回流条件下陈化6~8小时形成稳定的铝溶胶，其中，按 照c (H+)/c(AlOOH) = 0. 1~0. 2的比例加入浓度为2~3mol/L的硝酸，聚乙二醇400的 质量浓度为4~10%，铝溶胶的质量浓度为10~14%。6. 根据权利要求3所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在 所述准备原料的步骤中还包括制备二氧化钛粉末的子步骤，具体为：在40~50°C的水浴 搅拌条件下将11050 4溶于稀硫酸中制备得到硫酸氧钛溶液，在50~60°C的水浴搅拌条 件下向过滤后的硫酸氧钛溶液中滴加碱性盐溶液直至pH值为2~2. 5的滴加终点，再向 所得悬浮液中加入分散剂并搅拌均匀，洗涤、过滤后得到滤饼，将滤饼烘干后研磨、煅烧后 得到二氧化钛粉末，其中，所述稀硫酸的质量浓度为2~5. 5%，所述碱性盐溶液是浓度为 0. 1~5mol/L的碳酸钾或碳酸钠溶液，滴加速率为0. 1~lmL/min ;所述分散剂为聚乙二醇 2000、十二烷基苯磺酸钠和吐温80中的一种或多种，所述分散剂与所得悬浮液的质量比为 1:50 ~1:20。7. 根据权利要求3所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在所 述制备催化剂活性组分粉体的步骤中，所述草酸溶液的质量浓度为4~6%并且在40~ 50 °C的水浴搅拌条件下进行偏钒酸铵、钨酸铵、锰盐和硝酸铈的溶解；所述锰盐为醋酸锰、 硝酸锰或氯化锰，所述分散剂为聚乙二醇2000、十二烷基苯磺酸钠和吐温80中的一种或多 种，分散剂与所得溶液的质量比为1:50~1:20 ;在加入分散剂之后且在加入二氧化钛粉末 之前将水浴温度升至50~60°C并在加入二氧化钛粉末之后搅拌3~6小时，之后升至80~ 90°C蒸干，烘干温度为90~IKTC且烘干时间为6~10小时，煅烧温度为500~700°C且 煅烧时间为2~6小时；其中，所述催化剂粉体与草酸溶液的质量比为1:2~1:10。8. 根据权利要求3所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在所 述制备催化剂浆液的步骤中，所述催化剂活性组分粉体与铝溶胶的质量比为95:5~93: 7， 所述去离子水的质量为所述催化剂浆液的40~70%，球磨制浆时间为3~5小时。9. 根据权利要求3所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，在所 述制备催化剂成品的步骤中，具体为：采用真空抽提装置，将改性后的堇青石蜂窝陶瓷置于 所述真空抽提装置中胶管的一端并将胶管的另一端连接抽真空装置，控制真空度为50~ 500Pa并使所述催化剂浆液在改性后的堇青石蜂窝陶瓷的孔道中流动，控制抽提时间为 1~30s ;将抽提后孔道中多余的催化剂浆液吹出后于100~120°C下干燥2~4小时，重 复抽提涂覆3~5次之后于450~650°C下煅烧4~6小时得到涂覆式低温烟气脱硝催化 剂成品。10. 如权利要求1所述的涂覆式低温烟气脱硝催化剂的应用，其特征在于，所述涂覆式 低温烟气脱硝催化剂应用于布置在除尘器与脱硫工段之后的尾部工段的固定床反应器中， 反应压力为常压，反应温度为160~180°C，反应体积空速为4000~6000h i。
【专利摘要】本发明公开了涂覆式低温烟气脱硝催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂包括第一载体、第二载体、活性组分和助剂，第一载体为改性后的堇青石蜂窝陶瓷，第二载体为二氧化钛，活性组分包括锰氧化物和钒氧化物，助剂包括铈氧化物和钨氧化物，所述催化剂是采用真空抽提法将由包括第二载体、活性组分和助剂的催化剂活性组分粉体配制成的催化剂浆液涂覆在第一载体上后煅烧得到的，所述催化剂活性组分粉体以MnO2、V2O5、CeO2、WO3、TiO2计，其质量比为MnO2:V2O5:CeO2:WO3:TiO2＝1～2:1～2:1～2:1～6.5:87.5～96。本发明催化剂比表面积大、涂层牢固性更好、低温下具有较高催化活性。
【IPC分类】B01D53/56, B01J35/10, B01J23/34, B01D53/86
【公开号】CN105126827
【申请号】CN201510574529
【发明人】王蕾, 李敬, 张向辉, 王磊, 胡洧冰, 郑珩, 张新波, 何洋
【申请人】西南化工研究设计院有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月10日