用于制备V2O5-WO3/TiO2基SCR脱硝催化剂的TiO2载体的磷酸酸化改性方法技术

技术编号:11372404 阅读:98 留言:0更新日期:2015-04-30 07:03
本发明专利技术公开了一种用于制备V2O5-WO3/TiO2基SCR脱硝催化剂的TiO2载体的磷酸酸化改性方法,其步骤是:称取TiO2载体粉体,放入磷酸溶液中超声浸渍一定时间,超声温度为60℃,然后对TiO2粉体去离子水过滤水洗至中性,再在干燥箱中干燥,马弗炉中煅烧,得到改性后的TiO2载体。该方法通过对TiO2进行磷酸超声浸渍、过滤水洗、干燥、煅烧等步骤,考察不同浸渍浓度和不同浸渍时间对酸化改性的影响,结果表明:磷酸改性可以使其在不影响TiO2载体相变的基础上,增加其表面吸附能力和Bronsted(布朗斯特)酸性位,提高催化反应过程中对还原剂NH3的表面吸附,进而直接提高SCR脱硝催化剂的活性。本发明专利技术可以有效地提高SCR的脱硝效率,具有工艺简单、操作简便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锅炉烟气NH3-SCR脱硝催化剂的制备
,具体涉及一种用于制备V205-W03/Ti02s SCR脱硝催化剂的T1 2,用于实现SCR脱硝催化剂原料的优选。
技术介绍
我国是煤炭资源消耗大国,电力的主要来源是火电厂煤的直接燃烧。电厂排放的污染物包括可吸入固体颗粒物、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物(NOx)等,由此而带来了温室效应、酸雨、光化学烟雾等环境问题。其中氮氧化物(NOx)排放量在2011年上半年就达到了 1207万吨。NOj人眼镜等器官有较强刺激作用,还参与酸雨和光化学烟雾的形成。2012年I月I日开始实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)对放有了更加严格的规定:要求部分新建电厂氮氧化物的排放量要小于100mg/m3,达不到排放标准规定的将要按照《排污费征收使用管理条例》收费。SCR (Selective Catalytic Reduct1n,选择性催化还原)技术是目前脱硝效率最高、最为成熟、且应用最多的一种烟气脱硝技术。在整个SCR脱硝系统中,催化剂是核心组件,在设备直接投资中占的比重较大。其中使用最多的是钒钛基蜂窝状SCR脱硝催化剂。对于SCR烟气脱硝过程来说,V205-W03/Ti(^f化剂是决定烟气脱硝效率的关键性因素。与此同时,册13作为极其重要的还原剂,在整体的SCR反应过程中,催化剂表面对其的吸附能力越强则越有利于反应的进行。因此,提高催化剂的表面酸碱性对于SCR反应来说则显得极为重要。关于催化剂的酸化改性可从载体和活性组分两方面入手,国内外大量文献表明无论是从载体T12还是V205/Ti02催化剂,直接和间接地引入酸性离子或元素均可提高催化剂的反应活性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于制备V205-W03/Ti02s SCR脱硝催化剂的T1 2,能够在较低的反应温度下达到较高的催化剂反应活性。为实现上述目的,本专利技术的技术方案为: 用于制备V205-W03/Ti02s SCR脱硝催化剂的T12,其步骤是:称取打02载体粉体,放入磷酸溶液中超声浸渍一定时间,超声温度为60°C,然后对T1 2粉体去离子水过滤水洗至中性,再在干燥箱中干燥,马弗炉中煅烧,得到改性后的T12载体。其中,所述1102载体粉体与磷酸溶液的用量为:1102载体粉体5-10g,磷酸溶液50ml ο所述超声浸渍的浸渍液为浓度0.1-1.0moI/L的磷酸溶液,浸渍时间为60min。所述干燥温度为105 °C,干燥时间为3h。所述马弗炉煅烧采用两段法,第一段为低温煅烧,煅烧温度为250°C,煅烧时间为60min ;第二段为高温煅烧,煅烧温度为490°C,煅烧时间为180min。采用上述方案后,本专利技术给出了钒钨钛基蜂窝状SCR脱硝催化剂载体T12磷酸酸化改性的优选方法。60°C温度下超声浸渍的目的在于使磷酸溶液充分被吸附于T12粉体中,采用去离子水水洗至中性的目的在于洗去没有被吸附的磷酸溶液,避免后续步骤中多余的磷酸腐蚀改性设备,采用磷酸溶液是考虑到磷酸的酸性弱于强酸(如盐酸、硝酸等),而强于弱酸(如醋酸等),避免酸性腐蚀扩孔增大比表面积的同时,腐蚀过于强烈而起到相反的作用,另外,磷酸溶液的浸渍确实能够很大地增强T12载体表面布朗斯特酸性位,有助于脱硝过程中NH3被吸附于催化剂的表面。经过以上步骤后,再经研磨、粉碎、筛分至100目以上,得到可以直接用于制备脱硝催化剂的T12载体。本专利技术能够在较低的反应温度下达到较高的催化剂反应活性。本专利技术采用分段煅烧的目的在于,煅烧温度在250°C时(磷酸的沸点158°C)使被吸附于T12载体内的磷酸形态由液态变为气态(或形成中间体偏磷酸HPO 3),再在高温煅烧温度490°C时充分使气态的磷酸(或中间体偏磷酸)和T12载体的表面物质发生反应,增加表面的布朗斯特酸性位。结果表明:磷酸改性可以使其在不影响T12载体相变的基础上,增加其表面吸附能力和布朗斯特酸性位,提高催化反应过程中对还原剂NH3的表面吸附,进而直接提高SCR脱硝催化剂的活性。本专利技术可以有效地提高SCR的脱硝效率,具有工艺简单、操作简便等优点。【附图说明】图1为SCR脱硝催化剂载体T12磷酸酸化改性工艺流程图; 图2为实施例中不同浓度磷酸溶液改性T12制备的SCR催化剂活性测试图; 图3为实施例中不同浓度磷酸溶液改性T12制备的SCR催化剂XRD测试图。【具体实施方式】实施例1: 按照图1的改性工艺流程,称取8g的T12载体粉体,放入50ml的0.2mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min,然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性,放入干燥箱中105°C干燥3h,再在马弗炉中进行高温分段焙烧,250°C的条件下焙烧60min,490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 205-胃03/1102催化剂样品。催化剂的化学式表示为:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.2),0.2是H3PO4在催化剂制备中的浓度。实施例2: 按照图1的改性工艺流程,先称取8g的T12载体粉体,放入50ml的0.3mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min,然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性,放入干燥箱中105°C干燥3h,再在马弗炉中进行高温分段焙烧,250°C的条件下焙烧60min,490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 205-胃03/1102催化剂样品。催化剂的化学式表示为:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.3),0.3是H3PO4在催化剂制备中的浓度。实施例3: 按照图1的改性工艺流程,称取8g的T12载体粉体,放入50ml的0.4mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min,然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性,放入干燥箱中105°C干燥3h,再在马弗炉中进行高温分段焙烧,250°C的条件下焙烧60min,490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 205-胃03/1102催化剂样品。催化剂的化学式表示为:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.4),0.4是H3PO4在催化剂制备中的浓度。实施例4: 按照图1的改性工艺流程,称取8g的T12载体粉体,放入50ml的0.5mol/L磷酸溶液中60°C超声浸渍60min,然后对浸渍完成的T12粉体去离子水过滤水洗直至显示中性,放入干燥箱中105°C干燥3h,再在马弗炉中进行高温分段焙烧,250°C的条件下焙烧60min,490°C的条件下焙烧180min。将焙烧后的物质经研磨、粉碎、筛分至100目备用得到改性后的T12载体。采用上述载体制备V2O5含量为X wt%,W0 3含量为y wt%的V 2本文档来自技高网
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【技术保护点】
用于制备V2O5‑WO3/TiO2基SCR脱硝催化剂的TiO2载体的磷酸酸化改性方法,其特征在于步骤是:称取TiO2载体粉体,放入磷酸溶液中超声浸渍,超声温度为60℃,然后对TiO2粉体去离子水过滤水洗至中性,再在干燥箱中干燥,马弗炉中煅烧,得到改性后的TiO2载体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王洪明吴新谦吴晓东熊永禄
申请(专利权)人:龙岩紫荆创新研究院
类型:发明
国别省市:福建;35

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