本發(fā)明涉及脫硝領(lǐng)域，尤其涉及一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國家出臺了嚴格的氮氧化物的控制指標，電力集團進入了脫硝密集期。企業(yè)采用選擇性催化還原技術(shù)(scr)法進行煙氣脫硝，選用的催化劑有兩種，一種是蜂窩式，另一種是板式。但復雜煙氣中某些污染物易使催化劑中毒失效，粉塵微粒覆蓋催化劑表面使其活性下降，影響催化劑的脫硝率，使得催化劑的高脫硝率維持時間短。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法，具有高的脫硝率，且高脫硝率維持時間長。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種煙氣脫硝催化劑，包括10～18wt％活性組分和82～90wt％載體；
所述活性組分中包括三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦；
所述載體為分子篩和活性氧化鋁的復合載體；
所述分子篩的比表面積為400～600m2/g，孔徑為0.6～0.8ml/g。
優(yōu)選地，所述三氧化二釔、所述三氧化鎢、所述二氧化錳和所述二氧化鈦的質(zhì)量比為(0.24～0.4)：(0.6～0.8)：(1.2～1.8)：(1.5～2.4)。
優(yōu)選地，所述分子篩為y分子篩和/或13x分子篩。
優(yōu)選地，所述分子篩與所述活性氧化鋁的質(zhì)量比為(1.2～1.8)：(0.8～1.2)。
本發(fā)明還提供了上述一種煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
a)將分子篩和氧化鋁溶于區(qū)里水中，攪拌均勻后，加入擴孔劑、硝酸膠解至溶膠ph值為3～4，陳化2h使其變?yōu)槟z，將凝膠轉(zhuǎn)移至300～400℃轉(zhuǎn)爐中焙燒2～3h，過80～120目篩，得到分子篩和活性氧化鋁的復合載體；
b)硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦溶于水中，攪拌均勻后，向其中加入步驟a)得到的分子篩和活性氧化鋁的復合載體，同時超聲20～30min，攪拌3～5min后在80～120℃干燥4～6h，500～600℃焙燒5～7h，冷卻至室溫得到煙氣脫硝催化劑。
優(yōu)選地，所述擴孔劑為聚乙二醇或異戊烷。
本發(fā)明提供的一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法，該催化劑中包括10～18wt％活性組分和82～90wt％載體；活性組分中包括三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦；載體為分子篩和活性氧化鋁的復合載體；分子篩的比表面積為400～600m2/g，孔徑為0.6～0.8ml/g。本發(fā)明通過以三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦為活性組分，分子篩和活性氧化鋁為復合載體，使得本發(fā)明的煙氣脫硝催化劑具有良好的脫硝效果，高脫硝率維持時間長。另外，本發(fā)明催化劑具有較高的催化氧化脫硝性能，可廣泛運用于鋼鐵企業(yè)、煙煤電廠、煙煤窯爐、冶金行業(yè)等大型煙氣排放企業(yè)的催化脫硝。
具體實施方式
為了進一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點而不是對本發(fā)明專利要求的限制。
本發(fā)明提供了一種煙氣脫硝催化劑，包括10～18wt％活性組分和82～90wt％載體；
所述活性組分中包括三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦；
所述載體為分子篩和活性氧化鋁的復合載體；
所述分子篩的比表面積為400～600m2/g，孔徑為0.6～0.8ml/g。
上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過以三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦為活性組分，分子篩和活性氧化鋁為復合載體，使得本發(fā)明的煙氣脫硝催化劑具有良好的脫硝效果，高脫硝率維持時間長。另外，本發(fā)明催化劑具有較高的催化氧化脫硝性能，可廣泛運用于鋼鐵企業(yè)、煙煤電廠、煙煤窯爐、冶金行業(yè)等大型煙氣排放企業(yè)的催化脫硝。
在本發(fā)明的實施例中，三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的質(zhì)量比為(0.24～0.4)：(0.6～0.8)：(1.2～1.8)：(1.5～2.4)。
在本發(fā)明的實施例中，分子篩為y分子篩和/或13x分子篩。上述分子篩能夠增加催化劑對煙氣中含氮物質(zhì)的吸附率，從而提高煙氣的脫硝效果。
在本發(fā)明的實施例中，分子篩與活性氧化鋁的質(zhì)量比為(1.2～1.8)：(0.8～1.2)；上述配比的脫硝催化劑能夠提高煙氣的脫硝效率，還能夠提高催化劑的催化持久性。
本發(fā)明還提供了上述一種煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
a)將分子篩和氧化鋁溶于區(qū)里水中，攪拌均勻后，加入擴孔劑、硝酸膠解至溶膠ph值為3～4，陳化2h使其變?yōu)槟z，將凝膠轉(zhuǎn)移至300～400℃轉(zhuǎn)爐中焙燒2～3h，過80～120目篩，得到分子篩和活性氧化鋁的復合載體；
b)硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦溶于水中，攪拌均勻后，向其中加入步驟a)得到的分子篩和活性氧化鋁的復合載體，同時超聲20～30min，攪拌3～5min后在80～120℃干燥4～6h，500～600℃焙燒5～7h，冷卻至室溫得到煙氣脫硝催化劑。
上述技術(shù)方案制備得到的催化劑具有高的比表面積，能夠增加煙氣的接觸量，從而提高脫硝催化劑活性中心的利用率，且具有高的脫硝效果，可廣泛運用于鋼鐵企業(yè)、煙煤電廠、煙煤窯爐、冶金行業(yè)等大型煙氣排放企業(yè)的催化脫硝。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明將制備的脫硝催化劑用于脫硝，脫硝效果高，脫硝效率達到99％以上，同時脫硝方法簡單，無需消耗大量的成本。
在本發(fā)明中，硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦為三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的前置物料，硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦的用量根據(jù)氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的用量計算得到。
在本發(fā)明的實施例中，擴孔劑為聚乙二醇或異戊烷。在其他實施例中，擴孔劑的加入量為是硅膠和氧化鋁總質(zhì)量的5～8％。上述擴孔劑能夠提高脫硝催化劑的表面積，從而增加煙氣與催化劑的接觸量。
其中需要說明的是，氧化鋁的加入量與活性氧化鋁的加入量相同。
硝酸的體積是分子篩與氧化鋁總質(zhì)量比為(3～4)：1(ml/g)，硝酸的濃度為1mol/l。
說明本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的煙氣脫硝催化劑及其制備方法進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。
實施例1
煙氣脫硝催化劑中包括0.52wt％三氧化二釔、2.09wt％三氧化鎢、3.13wt％二氧化錳、6.26wt％二氧化鈦和88wt％載體；其中，載體中包括59.46wt％分子篩和28.54wt％活性氧化鋁；分子篩的比表面積為400m2/g，孔徑為0.6ml/g；
煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
a)將分子篩和氧化鋁溶于區(qū)里水中，攪拌均勻后，加入4.4wt％異戊烷、1mol/l硝酸膠解至溶膠ph值為3，陳化2h使其變?yōu)槟z，將凝膠轉(zhuǎn)移至300℃轉(zhuǎn)爐中焙燒3h，過120目篩，得到分子篩和活性氧化鋁的復合載體；其中硝酸的體積是分子篩與氧化鋁總質(zhì)量比為3：1；
b)按照三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的用量計算硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦，并將硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦溶于水中，攪拌均勻后，向其中加入步驟a)得到的分子篩和活性氧化鋁的復合載體，同時超聲20min，攪拌5min后在120℃干燥4h，500℃焙燒7h，冷卻至室溫得到煙氣脫硝催化劑。
實施例2
煙氣脫硝催化劑中包括0.55wt％三氧化二釔、1.67wt％三氧化鎢、3.11wt％二氧化錳、4.67wt％二氧化鈦和90wt％載體；其中，載體中包括64.62wt％分子篩和25.38wt％活性氧化鋁；分子篩的比表面積為600m2/g，孔徑為0.8ml/g；
煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
a)將分子篩和氧化鋁溶于區(qū)里水中，攪拌均勻后，加入6.3異戊烷、1mol/l硝酸膠解至溶膠ph值為4，陳化2h使其變?yōu)槟z，將凝膠轉(zhuǎn)移至400℃轉(zhuǎn)爐中焙燒3h，過80目篩，得到分子篩和活性氧化鋁的復合載體；其中硝酸的體積是分子篩與氧化鋁總質(zhì)量比為4：1；
b)按照三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的用量計算硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦，并將硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦溶于水中，攪拌均勻后，向其中加入步驟a)得到的分子篩和活性氧化鋁的復合載體，同時超聲30min，攪拌3min后在80℃干燥6h，600℃焙燒5h，冷卻至室溫得到煙氣脫硝催化劑。
實施例3
煙氣脫硝催化劑中包括1.43wt％三氧化二釔、2.66wt％三氧化鎢、6.55wt％二氧化錳、7.36wt％二氧化鈦和82wt％載體；其中，載體中包括64wt％分子篩和18wt％活性氧化鋁；分子篩的比表面積為450m2/g，孔徑為0.65ml/g；
煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
a)將分子篩和氧化鋁溶于區(qū)里水中，攪拌均勻后，加入4.92聚乙烯醇、1mol/l硝酸膠解至溶膠ph值為3.5，陳化2h使其變?yōu)槟z，將凝膠轉(zhuǎn)移至350℃轉(zhuǎn)爐中焙燒2.5h，過100目篩，得到分子篩和活性氧化鋁的復合載體；其中硝酸的體積是分子篩與氧化鋁總質(zhì)量比為3.5：1；
b)按照三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的用量計算硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦，并將硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦溶于水中，攪拌均勻后，向其中加入步驟a)得到的分子篩和活性氧化鋁的復合載體，同時超聲25min，攪拌4min后在100℃干燥5h，550℃焙燒6h，冷卻至室溫得到煙氣脫硝催化劑。
實施例4
煙氣脫硝催化劑中包括1.49wt％三氧化二釔、2.23wt％三氧化鎢、6.7wt％二氧化錳、5.58wt％二氧化鈦和84wt％載體；其中，載體中包括67.61wt％分子篩和16.39wt％活性氧化鋁；分子篩的比表面積為550m2/g，孔徑為0.75ml/g；
煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
a)將分子篩和氧化鋁溶于區(qū)里水中，攪拌均勻后，加入6.72擴孔劑、1mol/l硝酸膠解至溶膠ph值為4，陳化2h使其變?yōu)槟z，將凝膠轉(zhuǎn)移至300℃轉(zhuǎn)爐中焙燒2h，過120目篩，得到分子篩和活性氧化鋁的復合載體；其中硝酸的體積是分子篩與氧化鋁總質(zhì)量比為4：1；
b)按照三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的用量計算硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦，并將硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦溶于水中，攪拌均勻后，向其中加入步驟a)得到的分子篩和活性氧化鋁的復合載體，同時超聲20min，攪拌5min后在120℃干燥6h，500℃焙燒6h，冷卻至室溫得到煙氣脫硝催化劑。
實施例5
煙氣脫硝催化劑中包括0.94wt％三氧化二釔、2.20wt％三氧化鎢、4.72wt％二氧化錳、6.13wt％二氧化鈦和86wt％載體；其中，載體中包括64.5wt％分子篩和21.5wt％活性氧化鋁；分子篩的比表面積為500m2/g，孔徑為0.7ml/g；
煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
a)將分子篩和氧化鋁溶于區(qū)里水中，攪拌均勻后，加入51.6聚乙烯醇、1mol/l硝酸膠解至溶膠ph值為3.5，陳化2h使其變?yōu)槟z，將凝膠轉(zhuǎn)移至350℃轉(zhuǎn)爐中焙燒2.5h，過100目篩，得到分子篩和活性氧化鋁的復合載體；其中硝酸的體積是分子篩與氧化鋁總質(zhì)量比為3.5：1；
b)按照三氧化二釔、三氧化鎢、二氧化錳和二氧化鈦的用量計算硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦，并將硝酸釔、硅酸鎢、硝酸錳、硝酸鈦溶于水中，攪拌均勻后，向其中加入步驟a)得到的分子篩和活性氧化鋁的復合載體，同時超聲25min，攪拌4min后在100℃干燥5h，550℃焙燒6h，冷卻至室溫得到煙氣脫硝催化劑。
秤取分別稱取實施例1～5制得的煙氣脫硝催化劑20g放置于固定床反應(yīng)器中，升溫至120℃，通入模擬煙氣測試，模擬煙氣組成為no：500ppm、o2:10％、平衡氣：n2、氣體流量：900ml/min，測試脫硫效率及脫硫效率在95％以上的維持時間，結(jié)果見表1。
表1實施例1～5的實驗結(jié)果
以上對本發(fā)明提供的一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法進行了詳細的介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。