高比表面积脱硝催化剂用二氧化钛产品的制备方法技术

本发明专利技术涉及了一种高比表面积脱硝催化剂用二氧化钛原料的制备方法，涉及化工产品制备技术领域。本发明专利技术采用硫酸法所生产的偏钛酸经有机表面活性剂处理，对偏钛酸进行改性，降低偏钛酸的粘稠度；处理后的偏钛酸经过过滤、煅烧，制得一种疏松、比表面积高、表面化学活性高的用于脱硝催化剂二氧化钛产品。该发明专利技术处理偏钛酸的工艺简单、成本较低，加入的有机物在煅烧阶段被充分分解，不会给最终产品带入杂质，也不会对环境造成污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工产品制备
，确切地说涉及一种应用于脱硝催化剂且具有高比表面积的二氧化钛产品制备方法。
技术介绍
氮氧化物是主要的大气污染物之一，是诱发光化学烟雾和酸雨的重要前驱体。烟气脱硝是继烟气脱硫之后国家控制火电厂污染物排放的又一个重点领域，通过脱硝催化剂治理燃煤等火力发电厂等排放的氮氧化物，改善空气质量和控制酸雨污染。脱硝催化剂主要采用超细晶粒二氧化钛等作为活性载体，以钒和钨的氧化物作为催化活性成份，通过氨气将氮氧化物还原成氮气和水。用于制备脱硝催化剂的二氧化钛产品的比表面积和表面的化学活性对催化剂的催化活性和效率影响较大，因此制备一种高比表面积、高表面化学活性的二氧化钛产品，对于制备高效脱硝催化剂产品至关重要。公开号为CN1724149，公开日为2006年1月25日的中国专利文献公开了一种烟气脱硝中的低温多组分催化剂的制备方法，采用二氧化钛为载体，以锰的氧化物为活性组分，加入变价金属铁、铜、钒等制得一种低温脱硝催化剂产品。该专利技术主要以催化剂的活性组分为技术核心，没有涉及催化剂载体二氧化钛产品的制备技术。公开号为CN1451475，公开日为2003年10月29日的中国专利文献公开了一种用二氧化钛作载体催化剂的制备，该专利技术述及催化剂二氧化钛特征在于：1)锐钛矿型结晶(101)面的微晶粒径为8～22nm范围；2)含有0.3～5.0wt％的硫酸根。所述性状主要取决于制备原料的化学组分和煅烧温度条件，没有涉及提高二氧化钛在催化剂上应用性能的制备技术。日本专利JP59035026、JP54082392、JP55008846、JP02241543公开了几种脱硝催化剂的制备技术，以及二氧化钛原料的制备方法，如方法1：取25.0Kg偏钛酸(按TiO2计)，加入带有回流器的搅拌釜中，向其中加入15wt％的氨水30.5Kg，将物料pH值调整至9.5，搅拌下加热至95℃，反应1小时后，冷却浆料，进行过滤、洗涤，将滤饼在110℃干燥，在509℃煅烧5小时，粉碎后获得二氧化钛产品。方法2：取一定量的偏钛酸，在110℃干燥20小时后，将干燥的物料在509℃下煅烧5小时，粉碎后获得二氧化钛粉末产品。方法1通过加入氨水对偏钛酸进行改性，通过改性可以改善偏钛酸的煅烧性能，获得比较疏松的煅烧物，但是该方法对偏钛酸的处理工艺比较复杂，使用大量的氨水，产品的制造成本较高，使用氨水后的后续环保处理难度大，环保压力也较大；方法2没有对偏钛酸进行改性处理，通过对偏钛酸煅烧温度的控制，控制一定晶粒度的-->二氧化钛产品，不能获得高性能的二氧化钛产品。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种制造成本低、工艺简单、产品比表面积高、表面化学活性高的脱硝催化剂用二氧化钛产品的制备方法，采用本专利技术不会给最终产品带入杂质，也不会对环境造成污染。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种高比表面积脱硝催化剂用二氧化钛产品的制备方法，以偏钛酸为原料，其特征在于包括如下步骤：1)偏钛酸经打浆分散，调整至以TiO2计的10～30wt％的浆液浓度；2)向浆液中加入有机表面活性剂，改变偏钛酸的物理结构，降低偏钛酸的黏度，改善偏钛酸的煅烧性能；其中，降低偏钛酸黏度的有机表面活性剂为非离子型乳化剂和阴离子型表面活性剂，加入量为相对于TiO2计的0.1～5.0wt％；提高煅烧后二氧化钛产品比表面积的有机表面活性剂为水溶性硅油，加入量为相对于TiO2计的0.5～5.0wt％；3)将处理后的偏钛酸过滤；4)过滤脱水后的偏钛酸经过干燥、煅烧、粉碎制得用于脱硝催化剂的二氧化钛产品，其中滤饼干燥温度控制在120℃，烘干后的滤饼在200℃～530℃下煅烧5小时。本专利技术进一步的技术方案是：本专利技术所采用的原料偏钛酸是指硫酸法钛白生产中中间产物硫酸氧钛经浓缩、水解、水洗和漂白后得到的。本专利技术更进一步的技术方案是：步骤1)中偏钛酸打浆分散是采用去离子水。本专利技术更进一步的技术方案是：步骤2)中的非离子型乳化剂为吐温系列乳化剂、Oπ乳化剂或OP乳化剂；阴离子型表面活性剂为有机磺酸盐系列表面活性剂或聚羧酸盐系列表面活性剂等。本专利技术更进一步的技术方案是：步骤2)中的水溶性硅油的型号为JT-708或道可宁7040等。本专利技术更进一步的技术方案是：步骤2)中的非离子型乳化剂、阴离子型表面活性剂或水溶性硅油可同时选用或只选用其中的一种或两种。本专利技术还进一步的技术方案是：步骤4)中所述的滤饼在200℃～530℃下煅烧5小时具体是指：其中200℃～350℃煅烧2.5小时、350℃～400℃煅烧1.0小时、400℃～530℃煅烧1.5小时本专利技术的优点表现在：1、由于本专利技术采用包括1)、2)、3)和4)所说的方法制备脱硝催化剂用二氧化钛产品，这种方案具有制造成本低、工艺简单、产品比表面积高、表面化学活性高的优点，采用本专利技术不会给最终产品带入杂质，也不会对环境造成污染；同时，本专利技术与现有的公开号为CN1724149和CN1451475的中国专利-->文献相比，完全不同于上述两篇技术方案而采用了新的制备方法，使得被专利技术具有较高的创新性；此外，本专利技术与现有的日本专利JP59035026、JP54082392、JP55008846、JP02241543相比：相较于方法1，本专利技术能降低偏钛酸黏度，提高表面化学活性，且工艺简单，成本低廉，不会对环境造成污染；相较于方法2，本专利技术的工艺通过步骤2)对偏钛酸进行了改性处理，所获得二氧化钛产品性能更好，即产品比表面积高、表面化学活性高。同时，本专利技术步骤2)中所述的有机表面活性剂为两类，即降低偏钛酸黏度的非离子型乳化剂和阴离子型表面活性剂，和提高煅烧后二氧化钛产品比表面积的水溶性硅油，既可以同时选用，也可以只选用其中的1种或2种，能做到灵活选择，在提高产品性能的同时做到成本的最低化。2、本专利技术采用的原料偏钛酸是硫酸法钛白生产中中间产物，不仅廉价，而且方便易得，使生产成本进一步降低；采用去离子水打浆效果好；滤饼的分时间段不同温度煅烧方式有利于进一步形成具有高比表面积、粒径小、粒度均匀、分散性好的二氧化钛产品。3、本专利技术针对偏钛酸中含有大量的硫酸，由于硫酸的“架桥”作用，使得偏钛酸的粘稠度大，在低温干燥和煅烧的处理中容易板结，降低了煅烧后二氧化钛产品的比表面积和表面化学活性等物理、化学指标，本专利技术采用有机表面活性剂对偏钛酸进行改性处理，通过处理可以极大地降低偏钛酸的粘稠度，提高偏钛酸的煅烧性能，可以获得疏松的煅烧产物，最终产品的比表面积高，化学活性高；该专利技术处理偏钛酸的工艺简单、成本较低，加入的有机物在煅烧阶段被充分分解，不会给最终产品带入杂质，也不会对环境造成污染。具体实施方式实施例1称取10Kg偏钛酸(按TiO2计)，加入带搅拌装置的反应器中，加入一定量去离子水，调整浆液浓度10～20wt％；搅拌均匀后，向浆料中加入2.0wt％(相对于二氧化钛的重量)的吐温80，经过充分搅拌后过滤，将滤饼在120℃烘干，烘干后的滤饼在200℃～480℃下煅烧5小时，其中200℃～350℃2.5小时、350℃～400℃1.0小时、400℃～480℃1.5小时，将煅烧得到的物料粉碎，制备成粉末状的二氧化钛产品，X-射线衍射法测定，锐钛矿型结晶(101)面的微晶粒径为13nm；BET法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高比表面积脱硝催化剂用二氧化钛产品的制备方法，以偏钛酸为原料，其特征在于包括如下步骤：１）偏钛酸经打浆分散，调整至以ＴｉＯ↓［２］计的１０～３０ｗｔ％的浆液浓度；２）向浆液中加入有机表面活性剂，改变偏钛酸的物理结构，降低偏钛酸的黏度， 改善偏钛酸的煅烧性能；其中，降低偏钛酸黏度的有机表面活性剂为非离子型乳化剂和阴离子型表面活性剂，加入量为相对于ＴｉＯ↓［２］计的０．１～５．０ｗｔ％；提高煅烧后二氧化钛产品比表面积的有机表面活性剂为水溶性硅油，加入量为相对于ＴｉＯ↓［２］计的０．５～５．０ｗｔ％；３）将处理后的偏钛酸过滤；４）过滤脱水后的偏钛酸经过干燥、煅烧、粉碎制得用于脱硝催化剂的二氧化钛产品，其中滤饼干燥温度控制在１２０℃，烘干后的滤饼在２００℃～５３０℃下煅烧５小时。

【技术特征摘要】
1、一种高比表面积脱硝催化剂用二氧化钛产品的制备方法，以偏钛酸为原料，其特征在于包括如下步骤：1)偏钛酸经打浆分散，调整至以TiO2计的10～30wt％的浆液浓度；2)向浆液中加入有机表面活性剂，改变偏钛酸的物理结构，降低偏钛酸的黏度，改善偏钛酸的煅烧性能；其中，降低偏钛酸黏度的有机表面活性剂为非离子型乳化剂和阴离子型表面活性剂，加入量为相对于TiO2计的0.1～5.0wt％；提高煅烧后二氧化钛产品比表面积的有机表面活性剂为水溶性硅油，加入量为相对于TiO2计的0.5～5.0wt％；3)将处理后的偏钛酸过滤；4)过滤脱水后的偏钛酸经过干燥、煅烧、粉碎制得用于脱硝催化剂的二氧化钛产品，其中滤饼干燥温度控制在120℃，烘干后的滤饼在200℃～530℃下煅烧5小时。2、根据权利要求1所述的高比表面积脱硝催化剂用二氧化钛产品的制备方法，其特征在于：本发明所采用的原料偏钛酸是指硫酸法钛白生产中中间产物硫酸氧钛经浓缩、水解、水洗和漂白后得到的。3、根据权利要求1所述的高比表面积脱硝催化剂用二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建彬，鲁东，胡新平，
申请(专利权)人：四川华铁钒钛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]