水泥窯爐煙氣同時(shí)存在堿金屬、S02、H2O,使催化劑中毒。在上述模擬煙氣中添加10ppm S02、2.5vol.% H20，選取上述負(fù)載K2O的催化劑進(jìn)行抗堿金屬、S02、H20性能測試，測試反應(yīng)溫度為180°C，通H2O和SO2S程中，NO轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在78%以上，切斷H 20和S0#，NO轉(zhuǎn)化率恢復(fù)到96%。
[0029]實(shí)施例2
[0030]催化劑制備:
[0031]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為".5%的06(勵(lì)3)3.冊20、99%的210(勵(lì)3)2、98.5% 的Co (NO3)2.6Η20按照Co:Ce:Zr = 0.1:0.45:0.45 (摩爾比)溶于80°C的去離子水中，配成0.3mol/L的溶液，冷卻到室溫，在劇烈攪拌、反應(yīng)溫度為20°C條件下時(shí)，按0.5滴/秒的速度逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的NH3.H2O溶液，直至PH = 10，停止加入NH3.H2O,此時(shí)將沉淀在20°C下繼續(xù)攪拌3h，靜止老化lh，離心后，采用上清液洗滌離心管管壁，后將沉淀80°C水浴干燥12h，制得Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物。按照Mn: (Ce+Zr+Co) = 0.4:1的摩爾比量取一定體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的Mn(NO3)2.4H20溶液的浸漬于Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物上，室溫浸漬12h，80°C干燥12h，然后110°C干燥5h，500°C空氣氣氛煅燒6h，得負(fù)載型MnOyCoaiCea45Zra45O2催化劑。
[0032]催化劑活性測試:
[0033]將制備的催化劑研磨、過篩，取0.4mL40目?60目的催化劑放入固定床不銹鋼管反應(yīng)器中，通入由N2、02、NO和NH3組成的模擬煙氣進(jìn)行測試，其中[NO] = 600ppm，[NH3]=600ppm，[02] = 3vol.%, N2為平衡氣，總流量為300mL/min，空速45000h-1，反應(yīng)溫度100°C?240°C，100°C時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為95%，120°C?240°C時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率維持在100%。
[0034]實(shí)施例3
[0035]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5% 的 Ce (NO3) 3.6Η20、99% 的 ZrO(NO3)2、98.5% 的Co (NO3)2.6Η20按照Co:Ce:Zr = 0.1:0.45:0.45 (摩爾比)溶于80°C的去離子水中，配成0.3mol/L的溶液，冷卻到室溫，在劇烈攪拌、反應(yīng)溫度為20°C條件下時(shí)，按0.5滴/秒的速度逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的NH3.H2O溶液，直至PH = 10，停止加入NH3.H2O,此時(shí)將沉淀在20°C下繼續(xù)攪拌3h，靜止老化lh，離心后，采用上清液洗滌離心管管壁，后將沉淀80°C水浴干燥12h，制得Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物。按照Mn: (Ce+Zr+Co) = 0.4:1的摩爾比量取一定體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的Mn(NO3)2.4H20溶液的浸漬于Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物上，室溫浸漬12h，80°C干燥12h，然后110°C干燥5h，500°C空氣氣氛煅燒4h，得到負(fù)載型催化劑。
[0036]抗堿金屬中毒性能測試:
[0037]按照K:Mn = 0.1的摩爾比稱取一定質(zhì)量的謂03配成一定濃度的溶液，等體積浸漬上述催化劑3h，80°C干燥0.5h，500°C空氣氣氛煅燒3h。以此方法所制催化劑來模擬K2O中毒情況。將負(fù)載K2O的催化劑研磨、過篩，取0.4mL40目?60目的催化劑放入固定床不銹鋼管反應(yīng)器中，通入由N2、02、NO和NH3組成的模擬煙氣進(jìn)行測試，其中[NO] = 600ppm，[NH3] = 600ppm，[02] = 3vol.%，隊(duì)為平衡氣，總流量為 300mL/min，空速 450001Γ1，反應(yīng)溫度140 °C?240 °C，堿金屬中毒后NO轉(zhuǎn)化率在140°C時(shí)為64%，160 °C?240 °C時(shí)NO轉(zhuǎn)化率一直維持在83%以上。
[0038]實(shí)施例4
[0039]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5% 的 Ce (NO3) 3.6Η20、99% 的 ZrO(NO3)2、98.5% 的Co (NO3)2.6Η20按照Co:Ce:Zr = 0.1:0.45:0.45 (摩爾比)溶于80°C的去離子水中，配成0.3mol/L的溶液，冷卻到室溫，在劇烈攪拌、反應(yīng)溫度為20°C條件下時(shí)，按0.5滴/秒的速度逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的NH3.H2O溶液，直至PH = 10，停止加入NH3.H2O,此時(shí)將沉淀在20°C下繼續(xù)攪拌3h，靜止老化lh，離心后，采用上清液洗滌離心管管壁，后將沉淀80°C水浴干燥12h，制得Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物。按照Mn: (Ce+Zr+Co) = 0.4:1的摩爾比量取一定體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的Mn(NO3)2.4H20溶液的浸漬于Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物上，室溫浸漬12h，80°C干燥12h，然后110°C干燥5h，400°C空氣氣氛煅燒6h，得到負(fù)載型催化劑。
[0040]抗堿金屬中毒性能測試:
[0041]按照K:Mn = 0.1的摩爾比稱取一定質(zhì)量的謂03配成一定濃度的溶液，等體積浸漬上述催化劑3h，80°C干燥0.5h，400°C空氣氣氛煅燒3h。以此方法所制催化劑來模擬K2O中毒情況。將負(fù)載K2O的催化劑研磨、過篩，取0.4mL40目?60目的催化劑放入固定床不銹鋼管反應(yīng)器中，通入由N2、02、NO和NH3組成的模擬煙氣進(jìn)行測試，其中[NO] = 600ppm，[NH3] = 600ppm，[02] = 3vol.%，隊(duì)為平衡氣，總流量為 300mL/min，空速 450001Γ1，反應(yīng)溫度140°C?240°C，在160°C?240°C時(shí)堿金屬中毒后NO的轉(zhuǎn)化率一直維持在70%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于水泥窯爐的低溫SCR抗中毒催化劑，其特征在于:該催化劑是以Co為改性劑，對Ce-ZrOfjl性，以Co-Ce-ZrO 2為載體，以MnO x為活性組分；其中，Co: Co+Ce+Zr的摩爾比為0.1?0.2，活性組分負(fù)載量Mn:Co+Ce+Zr的摩爾比為0.4，其中Ce:Zr = 1:1，x =1.5 ?2。2.權(quán)利要求1所述的一種適用于水泥窯爐的低溫SCR抗中毒催化劑的制備方法，其特征在于，步驟如下: (1)制備Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物載體 按照權(quán)利要求1所述的摩爾比，配制Ce (NO3) 3.6H20、ZrO (NO3) 2、Co (NO3)2.6Η20的混合溶液，在劇烈攪拌的條件下，逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%?25%的NH3.H2O溶液，直至PH=9?10，將沉淀繼續(xù)攪拌2.5h?3h，靜止老化Ih?1.5h,離心后，80°C干燥12h，得到Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物載體；(2)制備負(fù)載型Mn0x/CoyCe(1_y)/2Zr(1_y)/202催化劑 將步驟(I)得到的Co-Ce-Zr復(fù)合氫氧化物浸漬于硝酸錳溶液中，室溫浸漬1h?12h，干燥煅燒后得負(fù)載型Mn0x/COyCe(1_y)/2Zr(1_y)/202催化劑，其采用先低溫后高溫的干燥順序:首先在70°C?80°C干燥12h?14h，然后在100°C?120°C干燥4h?6h ;在400°C?500°C溫度下煅燒4h?6h ;其中X = 1.5?2，y = 0.1?0.2。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種適用于水泥窯爐的低溫SCR抗中毒催化劑及其制備方法，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)和環(huán)境催化領(lǐng)域。較強(qiáng)的抗堿金屬、SO2、H2O中毒的Co改性Ce-ZrO2負(fù)載MnOx低溫SCR催化劑及其制備方法。本催化劑以Ce-ZrO2為載體，錳氧化物為活性成分，鈷氧化物為改性劑，其中Mn:Co+Ce+Zr摩爾比為0.4:1，載體Co:Co+Ce+Zr＝0.1～0.2，Ce:Zr＝1:1。本發(fā)明制備的催化劑具有較好的抗SO2、H2O、堿金屬中毒能力，在處理水泥窯爐尾氣、生物質(zhì)燃料鍋爐煙氣等堿金屬含量高，SO2、H2O同時(shí)存在的低溫廢氣方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
【IPC分類】B01D53/56, B01D53/90, B01J23/889
【公開號】CN104941658
【申請?zhí)枴緾N201510275465
【發(fā)明人】張曉鵬, 周學(xué)榮, 賀高紅, 張呈祥
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月26日