一种高抗硫的SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用技术

技术编号:12315970 阅读:54 留言:0更新日期:2015-11-12 23:23
本发明专利技术属于催化剂的技术领域,公开了一种高抗硫的SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用。所述催化剂是以堇青石蜂窝陶瓷为基体,所述基体负载有催化剂涂层,所述催化剂涂层由复合氧化铝载体与贵金属盐制备而成;所述复合氧化铝载体由过渡金属盐与氧化铝制备而成,其中各物质的用量关系为:氧化铝:过渡金属盐:贵金属盐的质量比为(75~100):(5~50):(5~10);所述催化剂涂层为高抗硫的SCR脱硝催化剂总质量的5~10%。本发明专利技术的催化剂具有非常良好的低温催化活性和稳定性,高抗硫性能,同时非贵金属的引入极大降低了贵金属的使用,从而降低了催化剂的成本;主要应用于烟气脱硝领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂的
,涉及一种脱硝催化剂,特别涉及一种高抗硫的SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用
技术介绍
随着我国城市化的发展和城市人口的急剧增加以及工业的迅速发展,我国城市的大气污染十分严重,大气环境符合国家一级标准的城市还不到总量的1%,其中62%的城市大气中的氮氧化物(NOx)、二氧化硫全年日平均浓度超过了 3级标准(100mg/m3)。根据世界卫生组织对60个国家10?15年的监测发现,在全球污染最严重的10个城市中,我国就占了 8个,而且,我国城市大气中N0x、S02和总悬浮微粒的浓度也是世界上最高的。目前,利用选择性催化还原(SCR)技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法是当前世界上脱氮工艺的主流,而催化剂是整个SCR系统的核心和关键。近年来,商用SCR催化剂主要是以WO3为催化助剂的V 205/Ti02,但只有在一个较高的转换温度(350°C?400°C)下才展现出高催化活性。尽管钒系催化剂在发电厂和柴油燃机领域已经实现了广泛的商业化,但是依然存在一些问题,因为在高温下SO2容易被氧化为SO3,这就导致了当温度高于550°C时,催化剂的催化活性和选择性迅速降低,同时钒系催化剂的毒性对环境也是有害的[2 41 ο此外,该种催化剂的操作温度一般为350°C?400°C的,在该操作温度下其NOJ^除率一般为80%左右。目前市场上应用的催化剂磨损较大、易中毒,低温活性和抗硫性能也并不是很好。因此,无论是学术界还是工业上的研究人员们致力于开发一种新型的催化剂,以此来更加有效的在较宽温度区间内去除N0X,同时也可以适应柴油燃机的尾气脱硝装置。参考文献为:E.V.Kondratenko, V.A.Kondratenko, M.Richter, R.Fricke.1nfluence of02and H2on NO reduct1n by NH3Over Ag/A1203:A transient isotopic approach,CataL 2006,239:23_33.沈伯雄.大气污染控制工程.北京:化学工业出版社.2007.郝吉明,马广大.大气污染控制工程.北京,高等教育出版社,2002.E.C.Corbos, M.Haneda, X.Courtois, P.Marecot, D.Duprez, H.Hamada.Cooperative effect of Pt-Rh/Ba/AI and CuZSM_5catalysts for NOx reduct1n duringper1dic lean—rich atmosphere,Catal.Cornmun.2008,10:137-141.
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足,本专利技术的首要目的在于提供一种高抗硫的SCR脱硝催化剂。所制备的催化剂在低温下活性高,氮氧化合物的脱除率高,其抗硫性能较好。本专利技术的另一目的在于提供上述高抗硫的SCR脱硝催化剂的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述高抗硫的SCR脱硝催化剂的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:—种高抗硫的SCR脱硝催化剂,是以堇青石蜂窝陶瓷为基体,所述基体负载有催化剂涂层,所述催化剂涂层由复合氧化铝载体与贵金属盐制备而成;所述复合氧化铝载体由过渡金属盐与氧化铝制备而成,其中各物质的用量关系为:氧化铝:过渡金属盐:贵金属盐的质量比为(75?100): (5?50): (5?10);所述催化剂涂层为高抗硫的SCR脱硝催化剂总质量的5?10%。所述过度金属盐为可溶性过度金属盐,优选为七钼酸铵或四水合草酸铌胺中一种以上。所述贵金属盐为硝酸钯或氯铂酸中一种以上。所述氧化铝的粒径为30_40nm,晶形为α相,购自姜堰市伟博助剂厂,工业级;所述过渡金属盐购自成都科龙化工试剂厂,分析纯;所述堇青石蜂窝陶瓷购自美国康宁公司,体积为2.5cm3,62孔/cm2,所述贵金属盐购自昆明贵金属研究所,分析纯。所述高抗硫的SCR脱硝催化剂的制备方法,具体包括以下步骤:(I)将过渡金属盐加入10g去离子水中配成溶液,再加入氧化铝,匀速搅拌I?2h,再超声分散,得到分散液I ;(2)采用旋转蒸发仪将步骤(I)中分散液I旋转蒸干溶剂,再于90?110°C干燥5?7h,最后在空气气氛下于马弗炉中升温至400?500°C焙烧3?5h,制得复合Al2O3载体即复合氧化铝载体;(3)将步骤(2)中的复合Al2O3载体浸渍于贵金属盐溶液中,搅拌I?2h,再超声分散,得到分散液2,采用旋转蒸发仪将分散液旋转蒸干溶剂,再于90?110°C干燥5?7h,最后在空气气氛下于马弗炉中升温至400?500°C焙烧3?5h,制得催化剂涂层;(4)将步骤(3)中催化剂涂层加入去离子水,球磨,制成球磨浆,将球磨浆涂覆于堇青石蜂窝陶瓷基体上,干燥8?10h,于马弗炉中升温煅烧,再自然降至室温,得到高抗硫的SCR脱硝催化剂。步骤⑴中所述过渡金属盐与去离子水的质量比为(5?50):100。步骤(I)中所述搅拌的转速为100?200r/min,所述超声分散的频率为40KHz,所述超声分散的时间为30?40min。步骤(2)中所述旋蒸蒸发的温度为80°C ;所述升温速率为2°C /min。步骤(3)中所述贵金属盐溶液的浓度为I?5mol/L ;所述搅拌的转速为100?200r/min,所述超声分散的频率为40KHz,所述超声分散的时间为30?40min ;步骤(3)中所述旋蒸蒸发的温度为80°C ;所述升温速率为2°C /min。步骤(4)中所述去离子水与催化剂涂层中氧化铝的质量比为(100?150): (75?100)。步骤(4)中所述球磨转速为300?500r/min,优选为400r/min ;所述球磨时间为5?6h0步骤⑷中所述干燥的温度为80?100°C ;所述升温速率为2°C /min ;所述煅烧的温度为350?450°C,优选400°C ;所述煅烧的时间为2.5?3.5h。所述高抗硫的SCR脱硝催化剂应用于烟气脱硝领域。与现有技术相比,本专利技术具有如下优点:本专利技术采用先浸渍过渡非贵金属溶液,再浸渍贵金属溶液的顺序,得到复合式金属催化剂。该复合式金属催化剂相较于单一金属催化剂而言具有非常良好的低温催化活性和稳定性,高抗硫性能,同时非贵金属的引入极大降低了贵金属的使用,从而降低了催化剂的成本。【附图说明】图1为实施例1?4所制备的脱硝催化剂在不同温度下催化性能测试曲线图;图2为实施例1?4所制备的脱硝催化剂稳定性测试曲线图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步地具体详细描述,但本专利技术的实施方式不限于此,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。实施例1—种高抗硫的脱硝催化剂的制备方法,具体包括以下步骤:(I)将25g七钼酸铵加入10g去离子水中配成溶液,再加入75gAl203载体,于室温下匀速搅拌lh,转速为100r/min,再超声分散30min (超声频率为40KHz),得到分散液I ;(2)采用旋转蒸发仪将步骤(I)的分散液I于80°C进行旋转蒸干溶剂,然后于100°C干燥6h,再在空气气氛下于马弗炉中以2°C /min的程序升温至450°C焙烧4h,制得复合Al2O3载体即复合氧化铝载体;(3)将1g氯本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种高抗硫的SCR脱硝催化剂,其特征在于:是以堇青石蜂窝陶瓷为基体,所述基体负载有催化剂涂层,所述催化剂涂层由复合氧化铝载体与贵金属盐制备而成;所述复合氧化铝载体由过渡金属盐与氧化铝制备而成,其中各物质的用量关系为:氧化铝:过渡金属盐:贵金属盐的质量比为(75~100):(5~50):(5~10);所述催化剂涂层为高抗硫的SCR脱硝催化剂总质量的5~10%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周灵怡方利国程江
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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