一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法，所述催化剂所属催化剂为V2O5‑MoO3‑TiO2体系催化剂，所属催化剂组分按重量计包括：TiO2 77‑96份，MoO3 1.5‑10份，V2O5 0.15‑3份，SiO2 2‑10份。本发明专利技术公开了所述催化剂的制备方法。本发明专利技术通过在传统V‑Ti体系催化剂中加入钼，并且通过改变有机添加剂和添加无机机构助剂来丰富孔结构，提高了脱硝催化剂的抗砷中毒能力。钼能够与催化剂中的钒发生反应生成金属络合物，从而对钒进行保护，防止其生成砷酸钒中毒失活；催化剂丰富的孔结构使催化反应有足够的场所，同时可以减缓As2O3堵塞孔道的速度。

Honeycomb denitration catalyst suitable for high arsenic flue gas and preparation method thereof

The invention discloses a honeycomb type suitable for high arsenic flue gas denitration catalyst and preparation method thereof, wherein the catalyst is catalyst for V2O5 MoO3 TiO2 catalysts, the catalyst components by weight: TiO2 77 96, MoO3 1.5 10, V2O5 0.15 3 copies, 10 copies of SiO2 2. The invention discloses a preparation method of the catalyst. By adding the molybdenum in the traditional V Ti catalyst system, and by changing the organic additives and inorganic additives to enrich the mechanism of pore structure, improve the ability of anti arsenic poisoning denitration catalyst. Mo can react with metal complexes of vanadium, and for the protection of the vanadium, prevent the generation of arsenic vanadium poisoning deactivation; pore structure of catalyst rich catalytic reaction have enough place, at the same time can slow the speed of the As2O3 channel plugging.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于脱硝催化剂领域，具体涉及一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
我国各地区燃用煤煤质差别较大，比如东北、内蒙古及西南地区的煤中砷含量偏高，有的甚至高达50-60ppm，砷含量偏高直接导致的后果是火电厂燃煤烟气中As2O3含量超标。由于我国绝大部分火电厂使用的是V-W-Ti体系的SCR脱硝催化剂，As2O3会导致该体系催化剂快速中毒失活。在烟气条件下，As2O3以二聚体As4O6形式存在，其会覆盖在脱硝催化剂的表面遮蔽活性位，堵塞催化剂的微观孔道，同时As2O3会与催化剂中的V2O5反应生成砷酸钒，从而使V2O5失去催化活性。上述物理和化学过程同时进行会使催化剂快速中毒，活性急剧衰减，无法满足常规SCR脱硝催化剂化学寿命保证值16000-24000h，严重影响火电厂的正常生产运行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法。本专利技术通过在传统V-Ti催化剂体系中加入钼，并通过丰富催化剂的孔结构来提高脱硝催化剂的抗砷中毒能力。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂，所述催化剂为V2O5-MoO3-TiO2体系催化剂。优选的，所述催化剂组分按重量计包括：TiO2 77-96份，MoO3 1.5-10份，V2O50.15-3份，SiO2 2-10份。2、所述适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)原材料混合：按重量份计，将钛白粉68-96份、MoO3前驱体1.5-10份、V2O5前驱体0.15-3份、SiO2前驱体2～8份为原料混合于以单乙醇胺、氨水、乳酸、和去离子水组成的溶剂中搅拌0.5-6h成混合料，混合料的水分含量为20-35％，pH值为7.5-10.5，延展性为0.35-0.65；2)混合料挤出：将步骤1)所述混合料进行挤压呈蜂窝式催化剂，挤出单元为13-45孔；3)干燥：将经步骤2)形成的蜂窝式催化剂在温度为40-80℃条件下干燥168-300h；4)煅烧：将经干燥后催化剂采用温度逐渐升高的阶段式方法煅烧。优选的，所述步骤4)采用三段式煅烧，具体条件如下：一段煅烧，将干燥后的催化剂在180-300min时间内升温到170-230℃，并在170-230℃下煅烧120-240min；二段煅烧，将经一段煅烧后的催化剂在60-180min时间内升温到400-480℃，并在400-480℃下煅烧60-240min；三段煅烧，将经二段煅烧后的催化剂在60-180min时间内升温到550-650℃，并在550-650℃下煅烧120-300min。优选的，步骤1)中所述MoO3前驱体为七钼酸铵、四钼酸铵或二钼酸铵中的一种或几种，所述V2O5前驱体为偏钒酸铵、硫酸氧钒、醋酸氧钒或草酸钒中的一种或几种，所述SiO2前驱体为玻璃纤维、碱性硅溶胶或白炭黑中的一种或几种。优选的，按质量份数计，步骤1)所述溶剂中单乙醇胺含量为1-4份。优选的，步骤1)所述原材料中增加有机添加剂和无机结构助剂以丰富和增大催化剂的孔结构。优选的，所述原材料中包括有机添加剂2-8份、无机结构助剂0～8份。优选的，所述有机添加剂为羟甲基纤维素盐、聚环氧乙烷、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、木棉纤维中的一种或几种，所述无机结构助剂为硅铝比为25-100的H-ZSM-5分子筛、硅铝比为25-100的β-分子筛、硅铝比为25-100的NaY型分子筛、硅铝比为25-100的USY型分子筛、硅铝比为25-100的MCM-41分子筛、硅藻土、天然沸石、丝光沸石、凹凸棒土中的一种或几种。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过在传统V-Ti体系催化剂中加入钼，并且通过改变有机添加剂和添加无机机构助剂来丰富孔结构，提高了脱硝催化剂的抗砷中毒能力。钼能够与催化剂中的钒发生反应生成金属络合物，从而对钒进行保护，防止其生成砷酸钒中毒失活；催化剂丰富的孔结构使催化反应有足够的场所，同时可以减缓As2O3堵塞孔道的速度。本专利技术制备的催化剂相比于传统V-W-Ti催化剂，在保持活性和SO2氧化率不变的基础上，在高砷烟气条件下寿命达到16000-24000h，并且本专利技术所述催化剂通过混合-挤出工艺制得，工艺简单，易于实现连续化生产，与传统V-W-Ti催化剂相比，不会降低脱硝性能和抗压及耐磨损性能。使用Mo(钼)代替W(钨)，不仅能够降低催化剂的生产成本，而且可以在高砷烟气条件下保持较高的脱硝率、低SO2氧化率，适用于国内燃煤烟气中砷含量超标的火电厂，亦适用于其它燃煤烟气中砷含量超标的工况。具体实施方式下面对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂，投料时组分按重量计包括：TiO2 86份，MoO35份，V2O5 1份，SiO2 4份，有机添加剂2份，无机结构助剂：1份，单乙醇胺1份。上述催化剂制备方法如下：(1)将钛白粉86份、七钼酸铵(以MoO3质量计)5份、偏钒酸铵(以V2O5质量计)1份、玻璃纤维(以SiO2质量计)4份、羟甲基纤维素铵和聚乙烯纤维共2份、USY型分子筛(Si/Al＝25-100)1份，单乙醇胺1份，辅以适量的水、氨水和乳酸进行混合4h，混合后水分为28.67％，pH值为8.76，延展性为0.4987；(2)将步骤(1)的物料进行挤出，获得18孔蜂窝式催化剂；(3)将步骤(2)的蜂窝式催化剂在60℃下干燥200小时；(4)将步骤(3)所述催化剂在以下条件下煅烧，得到整体式蜂窝耐砷催化剂；一段煅烧，用300min升温到200℃，并在200℃下煅烧240min；二段煅烧，用120min升温到450℃，并在450℃下煅烧180min；三段煅烧，用60min升温到650℃，并在650℃下煅烧150min。实施例2一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂，投料时组分按重量计包括：TiO2 79份，MoO37份，V2O5 1.5份，SiO2 4份，有机添加剂4份，无机结构助剂：3份，单乙醇胺1.5份。上述催化剂制备方法如下：(1)将钛白粉79份、七钼酸铵(以MoO3质量计)7份、偏钒酸铵(以V2O5质量计)1.5份、硅溶胶(以SiO2质量计)4份、羟甲基纤维素铵和聚乙烯纤维共4份、天然沸石3份，单乙醇胺1.5份，辅以适量的水、氨水和乳酸进行混合4.5h，混合后水分为26.54％，pH值为8.51，延展性为0.5642；(2)将步骤(1)的物料进行挤出，获得18孔蜂窝式催化剂；(3)将步骤(2)的蜂窝式催化剂在50℃下干燥240min；(4)将步骤(3)所述催化剂在以下条件下煅烧，得到整体式蜂窝耐砷催化剂；一段煅烧，用200min升温到180℃，并在180℃下煅烧240min；二段煅烧，用180min升温到450℃，并在450℃下煅烧240min；三段煅烧，用100min升温到650℃，并在650℃下煅烧200min。实施例3一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂，投料时组分按重量计包括：TiO2 84份，MoO35份，V2O5 1份，SiO2 4份，有机添加剂5份，无机结构助剂：0份，单乙醇胺1份。上述催化剂制备方法如下：(1)将钛白粉84份、四钼酸铵(以MoO3质量计)5份、硫酸氧钒(以V2O5质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂为V2O5‑MoO3‑TiO2体系催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂为V2O5-MoO3-TiO2体系催化剂。2.根据权利要求1所述一种适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂组分按重量计包括：TiO2 77-96份，MoO3 1.5-10份，V2O5 0.15-3份，SiO2 2-10份。3.权利要求1～2任一项所述适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)原材料混合：按重量份计，将钛白粉68-96份、MoO3前驱体1.5-10份、V2O5前驱体0.15-3份、SiO2前驱体2～8份为原料混合于以单乙醇胺、氨水、乳酸、和去离子水组成的溶剂中搅拌0.5-6h成混合料，混合料的水分含量为20-35％，pH值为7.5-10.5，延展性为0.35-0.65；2)混合料挤出：将步骤1)所述混合料进行挤压呈蜂窝式催化剂，挤出单元为13-45孔；3)干燥：将经步骤2)形成的蜂窝式催化剂在温度为40-80℃条件下干燥168-300h；4)煅烧：将经干燥后催化剂采用温度逐渐升高的阶段式方法煅烧。4.根据权利要求3所述适用于高砷烟气的蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤4)采用三段式煅烧，具体条件如下：一段煅烧，将干燥后的催化剂在180-300min时间内升温到170-230℃，并在170-230℃下煅烧120-240min；二段煅烧，将经一段煅烧后的催化剂在60-180min时间内升温到400-480℃，并在400-480℃下煅...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锐，刘红辉，平原，席文昌，周林，成丹，刘伟，解晓斌，刘强，张河坤，杨欢，
申请(专利权)人：重庆远达催化剂制造有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50