稀土包覆的SCR脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂及其制备方法，稀土包覆的SCR脱硝催化剂，其特征在于，按照重量份计由以下组分组成：二氧化钛85~90份；氧化铈5~10份；三氧化钨1~4份；氧化镧0.5~2份。实现在保证脱硝性能、二氧化硫氧化率、使用寿命基本保持不变的情况下，降低稀土包覆的SCR脱硝催化剂对环境的污染影响，实现绿色环保设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境催化材料，尤其涉及一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
氮氧化物不仅会产生酸雨、光化学烟雾等环境问题，还会对人体健康造成不利影响。因此，氮氧化物的减排与治理是一个刻不容缓的课题。以NH3为还原剂的选择性催化还原技术（SCR）是目前工业上最有效的固定源NOx脱除方法。目前采用的SCR脱硝催化剂多以钒元素为主要活性物质，但钒元素是危险有害物质。燃煤电厂报废下来的催化剂含有大量的钒元素，目前没有有效的手段对这种废旧催化剂进行有效的处理，多以填埋为主。这就产生了大量严重的土壤污染。如何设计一种环境污染较少绿色环保的SCR脱硝催化剂是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂及其制备方法，实现在保证脱硝性能、二氧化硫氧化率、使用寿命基本保持不变的情况下，降低稀土包覆的SCR脱硝催化剂对环境的污染影响，实现绿色环保设计。本专利技术提供一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂，按照重量份计由以下组分组成：二氧化钛85~90份；氧化铈5~10份；三氧化钨1~4份；氧化镧0.5~2份。进一步的，按照重量份计由以下组分组成：二氧化钛88份、氧化铈8份、氧化钨3份、氧化镧1份。本专利技术还提供一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂的制备方法，采用上述稀土包覆的SCR脱硝催化剂，具体过程为：步骤1、将硝酸镧、硝酸铈和偏钨酸铵分别溶解于去离子水中，获得硝酸镧溶液、硝酸铈溶液和偏钨酸铵溶液；步骤2、将硝酸镧溶液和硝酸铈溶液与二氧化钛混合；r>步骤3、调整pH值8-10，并沉淀出沉淀物；步骤4、对步骤3中的沉淀物过滤、水洗、干燥、煅烧；步骤5、将步骤4中获得的物料加入羧甲基纤维素铵进行混合；步骤6、将步骤5得到的物料挤出形成载体坯料，然后，将载体坯料干燥、焙烧后得到稀土包覆的SCR脱硝催化剂。进一步的，所述步骤4具体为：干燥温度为100℃~150℃，干燥时间为24小时；煅烧温度为600℃，煅烧时间为10~15小时。本专利技术提供的稀土包覆的SCR脱硝催化剂及其制备方法，通过铈元素和镧元素可以包覆在二氧化钛的表面，极大的增加了活性位，同时由于氧化钨、氧化铈、氧化镧的包覆，在煅烧过程中二氧化钛的晶粒生长受到了有效的抑制，使得催化剂的比表面积较大，因此在相同条件下的活性与传统催化剂相比有了较大程度的提高，NOx转化率、二氧化硫氧化率均达到要求并且在较高的温度下（350℃~400℃）脱硝性能要优于传统催化剂，并且，氧化铈因具有无毒、储量丰富和优良的氧化还原性等优点，而元素铈具有独特的电子轨道4f15d16s2，在5d1轨道上只有一个电子，这种电子排列导致电子转移较为容易，无需采用钒元素作为活性物质，实现在保证脱硝性能、二氧化硫氧化率、使用寿命基本保持不变的情况下，降低稀土包覆的SCR脱硝催化剂对环境的污染影响，实现绿色环保设计。具体实施方式实施例一1）将15.16kg的硝酸铈溶解于100kg的去离子水中；将2.7kg的偏钨酸铵溶解于80kg的去离子水中；将0.5kg的硝酸镧溶解于10kg的去离子水中；2）将溶解完成的各溶液加入到搅拌罐中，加入90kg的二氧化钛粉末搅拌1小时；3）向搅拌罐中逐渐加入氨水直至pH等于10放料沉淀出沉淀物；4）将沉淀物放入离心机中水洗半小时；5）将物料放入烘箱中110℃干燥24小时；6）将物料放入窑炉中600℃煅烧12小时。本实例制备得到的稀土包覆的SCR脱硝催化剂的组分重量份为：二氧化钛88份、氧化铈8份、氧化钨3份、氧化镧1份。实施例二1）将18.95kg的硝酸铈溶解于100kg的去离子水中；将1.8kg的偏钨酸铵溶解于80kg的去离子水中；将2kg的硝酸镧溶解于5kg的去离子水中；2）将溶解完成的各溶液加入到搅拌罐中，加入50kg的尿素搅拌溶解；3）加入86kg的二氧化钛，边搅拌边加热溶解罐至80℃；4）缓慢加入0.5mol/L的硫酸调整pH至10放料沉淀出沉淀物；5）将沉淀物放入离心机中水洗半小时；6）将物料放入烘箱中110℃干燥24小时；7）将物料放入窑炉中600℃煅烧15小时。本实例制备得到的稀土包覆的SCR脱硝催化剂的组分重量份为：二氧化钛86份、氧化铈10份、氧化钨2份、氧化镧2份。实施例三1）将200kg去离子水加入到搅拌罐中；2）向搅拌罐中加入91kg二氧化钛、11.37kg硝酸铈、1.8kg偏钨酸铵、1kg硝酸镧、2kg聚乙烯醇搅拌至完全溶解；3）想搅拌罐中缓慢加入氨水直至pH等于10后放料沉淀出沉淀物；4）使用去离子水水洗沉淀物，用压滤机将水分压出；5）将物料放入烘箱中110℃干燥20小时；6）将物料放入窑炉中600℃煅烧15小时。本实例制备得到的稀土包覆的SCR脱硝催化剂的组分重量份为：二氧化钛90份、氧化铈6份、氧化钨2份、氧化镧2份。稀土包覆的SCR脱硝催化剂脱硝活性测试实例：将上述3个实例制备的催化剂与传统钒基催化剂（V2O5含量为0.6份，催化剂为18孔催化剂，长度1米）进行测试比较。测试使用设备：比表面积：麦克默瑞提克TriStar3020。催化剂性能测试：华电青岛环保技术有限公司中试评价装置。测试条件为：反应器温度350℃，烟气条件为NO:600ppm,SO2:1000ppm，喷氨量:600ppm，氧气:3%，水蒸汽：7%，空速:3000，催化剂检测层数：2层。对比分析：1、传统钒基催化剂：BET55(m2/g)，脱硝效率98.6%，活性36.1，二氧化硫氧化率0.8%。2、实施例一获得的催化剂：BET62(m2/g)，脱硝效率97.2%，活性34.7，二氧化硫氧化率0.62%。3、实施例二获得的催化剂：BET73(m2/g)，脱硝效率98.4%，活性35.6，二氧化硫氧化率0.4%。4、实施例二获得的催化剂：BET65(m2/g)，脱硝效率97.8%，活性35.2，二氧化硫氧化率0.54%。由此可见本专利技术稀土包覆的SCR脱硝催化剂在不使用有害物质钒元素的前提下，其性能基本与传统催化剂相仿。另外，稀土包覆的SCR脱硝催化剂与传统钒基SCR脱硝催化剂相比其的二氧化硫氧化率降低了接近1倍，这就可以大大减轻目前电厂实际运行过程中产生的硫酸氢铵现象，从而降低催化剂孔道和空气预热器等下游设备的堵塞。钒基脱硝催化剂在催化NO气体与氨气反应生成氮气的同时，也催化烟气中的二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫。随着反应的进行生成的三氧化硫越来越多，生成的三氧化硫与氨气和水蒸气进一步反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵的粘度很高，在低于露点温度后会黏附于催化剂的表面，堵塞催化剂的微孔使得催化剂的活性降低。稀土包覆的催化剂也会将二氧化硫氧化为三氧化硫，但反应机理不同。二氧化硫经过稀土包覆的催化剂时，催化剂表面的Ce4+向Ce3+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂，其特征在于，按照重量份计由以下组分组成：二氧化钛85~90份；氧化铈5~10份；三氧化钨1~4份；氧化镧0.5~2份。

【技术特征摘要】
1.一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂，其特征在于，按照重量份计由以下组分组成：二氧化钛85~90份；氧化铈5~10份；三氧化钨1~4份；氧化镧0.5~2份。
2.根据权利要求1所述的稀土包覆的SCR脱硝催化剂，其特征在于，按照重量份计由以下组分组成：二氧化钛88份、氧化铈8份、氧化钨3份、氧化镧1份。
3.一种稀土包覆的SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的稀土包覆的SCR脱硝催化剂，具体过程为：
步骤1、将硝酸镧、硝酸铈和偏钨酸铵分别溶解于去离子水中，获得硝酸镧溶液、硝酸铈溶液和偏钨酸铵溶液；

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，高春昱，王正上，穆世泉，王新强，陈华，于宁，王松，孙静楠，秦一鸣，
申请(专利权)人：华电青岛环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37