利用催化剂废弃物来制备可去除氮氧化合物的选择性还原催化剂的催化剂载体及其制备方法_2

文档序号:9401203阅读:来源:国知局
蜂窝结构、平板型、皱褶型结构的规格,应 根据催化剂载体的实施形态、用途等进行制备,但不对其进行特别限定,上述金属网可从不 锈钢、网形铁(Expanded Metal)中加以选择,优选地,应选择网形铁规格为3P~4P的SUS 金属网。
[0026] 另外,依据本发明的c).烧成阶段,是在载体成型阶段对成型为特定形状的催化 剂载体进行干燥后,在500~600°C的温度下,烧成4~5小时,最终制备出可用于制备去除 氮氧化合物的选择性还原催化剂的催化剂载体。
[0027] 依据上述本发明的制备方法制备出的催化剂载体,属于氧化铝系列载体,压缩强 度卓越,并具有以下特性:比表面积(BET) :60~75m2/g,平均细孔直径:9. 74nm,总的气孔 体积:0· 15cm3/g,选择性还原催化剂成分的吸附力(负载力)卓越,可轻薄覆盖催化剂的 活性成分,以减少催化剂活性成分的使用量,具有减少制备催化剂所需费用的优点。
[0028] 尤其是,依据本发明的制备方法制备出的氧化铝系列催化剂载体,与催化剂废弃 物中残留(含有)的金属成分和选择性还原催化剂的活性成分相似(相同),因此,其热膨 胀系数也相似,在高温废气的脱销过程中,亦不会出现活性金属从载体上脱落的现象,低温 下的脱销效果卓越,其特征在于,能够制备出可有效应用于排烟脱销工艺中的催化剂。
[0029] 有利的效果
[0030] 本发明的效果在于,利用本发明的催化剂载体制成的排烟脱硝用选择性还原催化 剂,其在高温的废气脱销过程中,不存在金属成分从载体上脱离的现象,而且还能保护目标 催化剂的成分,使其轻薄覆盖于催化剂载体上,因此,可减少催化剂活性成分的使用量,以 减少制备催化剂所需的费用。
【附图说明】
[0031] 图1是针对利用本发明的催化剂载体制备的脱硝用选择性还原催化剂在220~ 500 °C下的脱硝效果的比较图表。
【具体实施方式】
[0032] 下面,通过实施例和试验例,对本发明的【具体实施方式】进行说明,但,本发明并不 限于以下所述实施例。
[0033] 本发明的〈实施例〉中所使用的催化剂废弃物,是从炼油厂等脱硫工艺中排出的 废催化剂中,提取主要活性金属后,被废弃的催化剂废弃物【接收单位;SK化学(株)】,主 要成分含量,如以下【表3】所示。
[0034] 表 3
[0035] 成分 V205 NiO M〇03 Fe203 A1203
[0036] 含量(平均重量% ) 2· 5 10 3· 5 0· 5 46
[0037] 〈实施例1>
[0038] 将上述【表3】中显示的废弃物80kg,沸石(JAPAN, NAGOYA NITT0REN原料(株) 品名:H-3) 20kg,木质纤维素3kg,高岭土系列粘土 10kg,无燃烧润滑剂(JAPAN,NAGOYA CO Ltd,M-3)和水,一起放入普通的捏合机(碾碎机)中碾碎后,得到成型用陶土。
[0039] 借助螺旋式挤压成型机,对得到的成型用陶土直接进行挤压成型,将其制备成长 150mm,宽150mm,高150mm,隔壁厚度0.7mm,隔壁间隙4. Omm的蜂窝状成型体,再经5小时 干燥后,利用550°C烧成4小时,制成蜂窝状结构的载体。
[0040] 比较上述制备出的本发明的蜂窝状结构载体和常用的蜂窝状载体(锐钛矿载体) 的特性时,其结果显示如以下【表4】所示。
[0041 ]表 4
[0042] 区分压缩强度(kgf/cm2)
[0043] 截面方向长度方向
[0044] 实施例1的载体8 20
[0045] 常用的载体4 12
[0046] 〈实施例2>
[0047] 依据与上述〈实施例1>相同的方法进行配合,增加水的含量,得到泥浆状的陶土 后,将泥浆状的陶土按〇. 3mm的厚度,均匀覆盖到网形铁规格为4P的金属网(长15cm X宽 15cm)表面上,经过10小时干燥后,利用500°C烧成2小时,制备成平板状的催化剂载体。
[0048] 〈试验例〉
[0049] 为了针对NOx的选择性还原接触反应(NH3-SCR)的脱硝效果,进行比较试验,特 利用以下制备的试验用催化剂泥浆,对借助本发明的催化剂载体(长15cm X宽15cm X高 15cm)制成的去除氮氧化合物的选择性还原催化剂,及借助常用的蜂窝状载体(锐钛矿载 体,长15cm X宽15cm X高15cm)制成的比较用催化齐Ij,进行制备。
[0050] a).试验用催化剂泥浆的制备
[0051] 在球磨机中添加二氧化钛lOOOg,偏钨酸铵(AMT) 22g,偏钒酸铵(AMV) 44. Og后, 加入与偏钨酸铵摩尔数相同的有机酸(乙二酸)65g,放入70°C的水,进行球磨研磨后,添加 5%粘结剂,研磨充分后制成涂层用泥浆。
[0052] 提取制备的试验用催化剂泥浆100g,干燥后粉碎成催化剂,在空间速度:10, 000/ hr, -氧化氮(NO) :300ppm,氨:300ppm的条件下,对催化剂的氮氧化合物的减少特性(催 化剂活性)进行测量的结果显示,在200~450°C之间时,具有90%以上的催化剂活性。
[0053] b).选择性还原催化剂(SCR)的制备
[0054] 使用上述利用本发明的蜂窝状催化剂载体制备而成的催化剂,及利用常用的催化 剂载体制备而成的比较用催化剂,在空间速度:l〇〇〇〇/hr, -氧化氮(NO) :800ppm, -氧化 氮/氨(N0/NH3). 1,S02 :500ppm,氧为3%的条件下,对220°C~500°C之间的氮氧化合物 降低特性(催化剂活性)进行试验,其结果如附图【图1】所示。
[0055] 如附图【图1】中显示的结果,借助本发明的载体制备而成的催化剂(SCR),在低温 区(220°C,25(TC)与比较用催化剂相比时,具有卓越的脱硝效果,同时,在高温区(500°C) 与比较用催化剂相比时,其脱硝效果亦无特别的差异,因此,本发明具有废弃物再利用的优 点,同时,还具有可制备出在低温下活性卓越的催化剂(SCR)的特征,因此,可预测其在能 源、商业方面,是一项非常有效的发明。
【主权项】
1. 一种利用催化剂废弃物来制备可去除氮氧化合物的选择性还原催化剂的催化剂载 体的制备方法,即从炼油厂的脱硫工艺中排出的废催化剂中,提取(回收)催化剂活性成分, 如钒(V),钼(Mo)或镍(Ni)中一个以上的成分后,利用被废弃的催化剂废弃物,制备可去除 氮氧化合物的选择性还原催化剂的催化剂载体的制备方法,其特征在于,包含:a).相对于 包含五氧化二钒(V205) 2~2. 9重量%,氧化镍(NiO) 5~10重量%,三氧化钼(M〇03) 3~4重 量%,氧化铁(Fe203) 0. 5重量%和氧化铝(A1203) 45~52重量%的所述100重量份的催化 剂废弃物,配合比表面积(BET)为120~150m2/g,20~50重量份的沸石,加入成型调剂和 水,用以制备成型用陶土的原料配合阶段;b).所述成型用陶土成型为载体的阶段;及c). 对所述载体成型物进行干燥,在500~600°C的温度下烧成2~5小时,以制备催化剂载体的烧 成阶段。2. 根据权利要求1所述的利用催化剂废弃物来制备可去除氮氧化合物的选择性还原 催化剂的催化剂载体的制备方法,其特征在于,催化剂载体具有以下特性:比表面积(BET) 为60~75m2/g,平均细孔直径为9.74nm,总的气孔体积为0.15cm3/g。3. 根据权利要求2所述的利用催化剂废弃物来制备可去除氮氧化合物的选择性还原 催化剂的催化剂载体的制备方法,其特征在于,载体成型物是具有蜂窝状、平板状或皱褶状 结构的载体成型物。4. 根据权利要求3所述的利用催化剂废弃物来制备可去除氮氧化合物的选择性还原 催化剂的催化剂载体的制备方法,其特征在于,具有平板状或皱褶状结构的载体成型物是 将成型用陶土覆盖在金属网的两侧表面上。5. -种利用催化剂废弃物来制备可去除氮氧化合物的选择性还原催化剂的催化剂载 体,其特征在于,依据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的制备方法制备而成。
【专利摘要】本发明涉及一种氧化铝系列催化剂载体的制备方法,该载体适用于制备从炼油厂等脱硫工艺中排出的废催化剂中提取(回收)高价的催化剂活性金属成分后,利用废弃的催化剂废弃物来制备可去除氮氧化合物的选择性还原催化剂,该制备方法,即相对于100重量份的催化剂废弃物,配合20~50重量份的沸石后,制备成型用陶土,再对成型的载体成型物进行干燥和烧成。
【IPC分类】B01J23/887, B01J32/00
【公开号】CN105126927
【申请号】CN201510027095
【发明人】许承柱
【申请人】许承柱
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年1月20日
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