一種抗硫性低溫脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗硫性低溫脫硝催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，中國工業(yè)化發(fā)展的節(jié)奏越來越快，燃煤煙氣中的氮氧化物排放量越來越大，隨著燃煤電廠數(shù)量的不斷增加，煙氣中氮氧化物的含量也在不斷地增加。目前，選擇性催化還原(SCR)脫硝是電廠煙氣脫硝的主流工藝，它的原理是利用NH3作為還原劑，用V2O5/打02為催化劑，將煙氣中的NO還原成無污染的\和H20。在這個工藝中，催化劑是核心部分。該類催化劑的活性溫度是300?420°C，超過420°C之后催化劑會被燒結(jié)固化失去催化效果。同時容易發(fā)生氨逃逸和還原劑順3被氧化成NO，增加運(yùn)營成本。所以一般需要將催化劑的位置布置在省煤器和預(yù)熱器之間，但此處粉塵含量高，并且粉塵中含有會使催化劑中毒的砷、汞等物質(zhì)，嚴(yán)重影響催化劑的使用壽命。因此開發(fā)出能置于除塵器之后的低溫(120?200°C)催化劑具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對以上技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種抗硫性低溫脫硝催化劑，并提供其制備方法，該催化劑可用于除塵器之后的低溫段，且脫硝效果優(yōu)良。
[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種抗硫性低溫脫硝催化劑，其是由包括如下原料的混合物制備而成的:(1)作為載體的γ-氧化鋁，(2)作為活性物質(zhì)原料的硝酸鐵、二氧化鈰、硝酸鈀和草酸錳，(3)作為成型助劑的草酸、聚丙烯酰胺和玻璃纖維；
其中以重量份計，載體為15-23份，活性物質(zhì)原料總量為22-35份，成型助劑總量為3_8
份；
所述活性物質(zhì)原料各組分占活性物質(zhì)原料總量的質(zhì)量百分比分別為:硝酸鐵28.1%-30.1%，二氧化鈰 7.44%-9.38%，硝酸鈀 17.8%-19.7%，草酸錳 43.6%_44.7% ；
所述成型助劑中各組分占成型輔料總量的質(zhì)量百分比分別為草酸91.6%-92.3%，聚丙烯酰胺 6.15%-7.33%，玻璃纖維 0.92%-1.54%。
[0005]所述硝酸鐵為八水合硝酸鐵或九水合硝酸鐵。
[0006]所述一種抗硫性低溫脫硝催化劑的制備方法，其步驟如下:
(1)將去離子水加熱至50-80°C，于攪拌下按以下順序添加物料；
(2)將所述草酸加入上述去離子水中，溶解后加入所述Y-氧化鋁，攪拌1min后加入所述二氧化鈰，攪拌均勻后加入所述草酸錳、硝酸鐵和硝酸鈀再攪拌均勻，然后用氨水調(diào)節(jié)pH為8.0，再攪拌均勻；
(3)烘干后置于坩禍中放入馬弗爐中焙燒獲得前體物；
(4)所述前體物中加入聚丙烯酰胺和玻璃纖維進(jìn)行干混，再加入甘油作為粘結(jié)劑和去離子水進(jìn)行混濕，獲得催化劑濕料； (5)利用蜂窩模具將所述催化劑濕料擠壓成型；
(6)將上述成型坯體干燥，然后進(jìn)行煅燒，即得所述抗硫性低溫脫硝催化劑。
[0007]具體地，步驟(3)中烘干溫度為105_120°C，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為5h。
[0008]具體地，步驟(6)中干燥溫度為105-120°C，煅燒溫度為300°C，煅燒時間為4h。
[0009]步驟(I)中去離子水的用量以能將該步驟中各組分?jǐn)嚢杈鶆蚯页矢酄顬闇?zhǔn)，步驟
(4)中去離子水和甘油的用量以能使所述催化劑濕料擠壓成型為準(zhǔn)，這兩種物質(zhì)都能在制備過程中完全除去，對本發(fā)明催化劑的性能沒有影響。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明以γ-氧化鋁作為載體，負(fù)載Fe、MnXe,Pd等活性成分，通過浸漬法制得催化劑，在焙燒段中出現(xiàn)復(fù)合氧化物，具有良好的脫硝性能。該催化劑中Y-Al2O3具有脫硝催化活性，其作為載體制備的催化劑有較強(qiáng)的力學(xué)強(qiáng)度、耐水、耐熱性能，能耐煙道中煙氣的吹蝕以及煙塵的碰撞。CeO2具有儲氧儲硫作用和獨(dú)特的氧化還原性能，能避免硫銨鹽在脫硝過程中積累在催化劑的表面，增加催化劑抗硫性能。Mn和Fe的氧化物能使催化劑的溫度窗口向低溫區(qū)靠近，即使在120°C?200°C也能有良好的脫硝性能。
【具體實施方式】
[0011]以下通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明，以下實施例是在本發(fā)明技術(shù)方案的前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0012]實施例1
(I)在400ml燒杯中加入30ml去離子水，置于水浴攪拌裝置中，待水浴溫度到達(dá)50°C時，放入磁子開始添加藥品。
[0013](2)首先加入3g草酸，溶解完成后加入15gy-Al2O3，攪拌1min使其呈均勻的膏狀，均勻后加入1.Sg 二氧化鈰，攪拌均勻后加入1g草酸錳、6.5g八水合硝酸鐵、4.5g硝酸鈀。待浸漬均勻后加入氨水，調(diào)節(jié)PH至8.0左右，保持恒溫攪拌30min，得均勻的膏狀物料。
[0014](3)將上述膏狀物料放入烘箱中105°C烘干，取出后置于坩禍中放入馬弗爐中550°C 焙燒 5h。
[0015](4)將上述前體物中加入0.2g聚丙烯酰胺和0.05g玻璃纖維進(jìn)行干混，再加入5ml甘油和30ml去離子水進(jìn)行混濕，獲得催化劑濕料。
[0016](5)利用蜂窩模具將濕料擠壓成型。
[0017](6)將上述成型胚體先105°C干燥，然后300°C煅燒4h，即得所述低溫脫硝催化劑。
[0018]脫硝效率的測定:
在120°C溫度下，將含有800ppmN0x的模擬煙氣通入裝有本實施例催化劑的模擬反應(yīng)器中，煙氣的通入空速為70001^，在反應(yīng)器中導(dǎo)入SO2氣體，控制SO 2濃度為500ppm收集尾氣，測得該催化劑的脫硝效率為95%。
[0019]實施例2
(I)在400ml燒杯中加入30ml去離子水，置于水浴攪拌裝置中，待水浴溫度到達(dá)65°C時，放入磁子開始添加藥品。
[0020](2)首先加入5g草酸，溶解完成后加入20gγ-Α1203，攪拌1min使其呈均勻的膏狀，均勻后加入2.05g 二氧化鈰，攪拌均勻后加入12g草酸錳、8.3g九水合硝酸鐵、5.2g硝酸鈀。待浸漬均勻后加入氨水，調(diào)節(jié)PH至8.0左右，保持恒溫攪拌30min，得均勻的膏狀物料。
[0021](3)將上述膏狀物料放入烘箱中108°C烘干，取出后置于坩禍中放入馬弗爐中550°C 焙燒 5h。
[0022](4)將上述前體物中加入0.4g聚丙烯酰胺和0.06g玻璃纖維進(jìn)行干混，再加入7ml甘油和35ml去離子水進(jìn)行混濕，獲得催化劑濕料。
[0023](5)利用蜂窩模具將濕料擠壓成型。
[0024](6)將上述成型胚體先108°C干燥，然后300°C煅燒4h，即得所述低溫脫硝催化劑。
[0025]脫硝效率的測定:
在180°C溫度下，將含有800ppmN0x的模擬煙氣通入裝有催化劑的模擬反應(yīng)器中，煙氣的通入空速為700(?'在反應(yīng)器中導(dǎo)入SO2氣體，控制SO 2濃度為300ppm，收集尾氣，測得該催化劑的脫硝效率為97%。
[0026]實施例3
(I)在400ml燒杯中加入30ml去離子水，置于水浴攪拌裝置中，待水浴溫度到達(dá)50°C時，放入磁子開始添加藥品。
[0027](2)首先加入7g草酸，溶解完成后加入23gγ-Α1203，攪拌1min使其呈均勻的膏狀，均勻后加入3.21g 二氧化鈰，攪拌均勻后加入15.3g草酸錳、9.6g九水合硝酸鐵、6.1g硝酸鈀。待浸漬均勻后加入氨水，調(diào)節(jié)PH至8.0左右，保持恒溫攪拌30min，得均勻的膏狀物料。
[0028](3)將上述膏狀物料放入烘箱中120°C烘干，取出后置于坩禍中放入馬弗爐中550°C 焙燒 5h。
[0029](4)將上述前體物中加入0.54g聚丙烯酰胺和0.07g玻璃纖維進(jìn)行干混，再加入9ml甘油和40ml去離子水進(jìn)行混濕，獲得催化劑濕料。
[0030](5)利用蜂窩模具將濕料擠壓成型。
[0031](6)將上述成型胚體先120°C干燥，然后300°C煅燒4h，即得所述低溫脫硝催化劑。
[0032]脫硝效率的測定:
在200°C溫度下，將含有800ppmN0x的模擬煙氣通入裝有催化劑的模擬反應(yīng)器中，煙氣的通入空速為700(?'在反應(yīng)器中導(dǎo)入SO2氣體，控制SO2濃度為200ppm收集尾氣，測得該催化劑的脫硝效率為93%。
【主權(quán)項】
1.一種抗硫性低溫脫硝催化劑，其特征在于其是由包括如下原料的混合物制備而成的:(I)作為載體的γ-氧化鋁，(2)作為活性物質(zhì)原料的硝酸鐵、二氧化鈰、硝酸鈀和草酸錳，(3)作為成型助劑的草酸、聚丙烯酰胺和玻璃纖維； 其中以重量份計，載體為15-23份，活性物質(zhì)原料總量為22-35份，成型助劑總量為3_8份； 所述活性物質(zhì)原料各組分占活性物質(zhì)原料總量的質(zhì)量百分比分別為:硝酸鐵28.1%-30.1%，二氧化鈰 7.44%-9.38%，硝酸鈀 17.8%-19.7%，草酸錳 43.6%_44.7% ； 所述成型助劑中各組分占成型輔料總量的質(zhì)量百分比分別為草酸91.6%-92.3%，聚丙烯酰胺 6.15%-7.33%，玻璃纖維 0.92%-1.54%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗硫性低溫脫硝催化劑，其特征在于:所述硝酸鐵為八水合硝酸鐵或九水合硝酸鐵。
3.權(quán)利要求1或2所述的一種抗硫性低溫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于其步驟如下: (1)將去離子水加熱至50-80°C，于攪拌下按以下順序添加物料； (2)將所述草酸加入上述去離子水中，溶解后加入所述γ-氧化鋁，攪拌均勻后加入所述二氧化鈰，攪拌均勻后加入所述草酸錳、硝酸鐵和硝酸鈀再攪拌均勻，然后用氨水調(diào)節(jié)PH為8.0，再攪拌均勻； (3 )將步驟(2 )所得物料烘干，然后置于坩禍中放入馬弗爐中焙燒獲得前體物； (4)所述前體物中加入聚丙烯酰胺和玻璃纖維進(jìn)行干混，再加入甘油作為粘結(jié)劑和去離子水進(jìn)行混濕，獲得催化劑濕料； (5)利用蜂窩模具將所述催化劑濕料擠壓成型； (6)將上述成型坯體干燥，然后進(jìn)行煅燒，即得所述抗硫性低溫脫硝催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(3)中烘干溫度為105-120°C，焙燒溫度為550 °C，焙燒時間為5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(6)中干燥溫度為105-120°C，煅燒溫度為300 °C，煅燒時間為4h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗硫性低溫脫硝催化劑及其制備方法，該催化劑用γ-氧化鋁作為載體，負(fù)載Fe、Mn、Ce、Pd等活性成分，用浸漬法制備得到。其中以重量份計，載體為15-23份，活性物質(zhì)原料總量為22-35份，成型輔料總量為3-8份，活性物質(zhì)原料各組分占活性物質(zhì)原料總量的質(zhì)量百分比分別為：硝酸鐵28.1%-30.1%，二氧化鈰7.44%-9.38%，硝酸鈀17.8%-19.7%，草酸錳43.6%-44.7%。本發(fā)明的效果在于，該催化劑可用于除塵器之后的低溫段的脫硝反應(yīng)，能有效避免煙塵對催化劑的毒害。同時，該催化劑本身能抗SO2毒化。
【IPC分類】B01J23-89
【公開號】CN104857971
【申請?zhí)枴緾N201510186530
【發(fā)明人】張亞通, 胡勇, 李立, 沈春燕, 王虎, 王靜茹, 劉林
【申請人】山東金瑞達(dá)環(huán)?？萍加邢薰? 河北科技大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月20日