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一种脱硝蜂窝陶瓷催化剂的制备方法及其制备的催化剂技术

技术编号:14856714 阅读:42 留言:0更新日期:2017-03-18 23:44
本发明专利技术提供一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,由活性组分、载体、造孔剂、粘结剂、增强剂和pH调节剂组成;其中:活性组分包括Mn盐、Sn盐、Ce盐,以及选自Cu盐、Ni盐、W盐和Mo盐中的一种或多种其它金属盐;所述载体包括TiO2;载体与所述活性组分的摩尔比为:载体:Mn盐:Sn盐:Ce盐:所述其它金属盐=100:10~40:3~15:3~15:5~20;所述载体、造孔剂、粘结剂和增强剂的质量比为100:3~10:0.5~1:3~5;所述pH调节剂为氨水。本发明专利技术还提供以上述组合物为原料制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的制备方法及其制备的蜂窝式陶瓷脱硝催化剂。本发明专利技术提供的脱硝催化剂低温活性高、机械强度高。

【技术实现步骤摘要】

一种脱硝蜂窝陶瓷催化剂的制备方法及其制备的催化剂

本专利技术属于选择性催化还原和陶瓷催化剂
,具体涉及一种能够应用于低温烟气脱硝的蜂窝陶瓷催化剂的制备方法及其制备的催化剂。
技术介绍
NOx,常被称为硝烟(气),是主要大气污染物来源之一,人为活动排放的NOx大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程。NOx能够引起臭氧层的破坏、光化学烟雾、酸雨和雾霾颗粒的形成等一系列的污染,严重危害人体健康。为了治理大气污染,对于NOx的排放要求也是越来越严格。如《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)规定水泥工业企业NOx排放限值为400mg/m3,《火力厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)规定了火力电站锅炉的NOx排放限值为100mg/m3。由于在短时间内人类生产生活还需要依赖化石燃料,随着环境污染程度的严重和人们环保意识的提升,今后对NOx的排放标准将趋更加严格。目前应用于工业烟气脱硝效率高、经济性好的脱硝技术是选择性触媒还原技术(SCR)。该项脱销技术的核心是催化剂;应用较成熟的是平板式或蜂窝式V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂。由于具有开口面积大、压降小、不宜堵塞、活性成分分布均匀的优点,截止到2012年统计,蜂窝式催化剂占据了80%左右的市场份额。如公开号CN104437530A(申请公布日2015年3月25日)、名称为“一种脱硝催化剂的制备方法”的中国专利技术专利申请,公开了一种以V2O5为活性成分的蜂窝式脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:一、将钛钨粉、粘合剂、增强剂和造孔剂混合均匀,得到混合粉料;二、将偏钒酸铵、硝酸铈、胶溶剂、水和助剂混合均匀,得到混合物料;三、将混合物料与混合粉料混合均匀后挤出成型,得到催化剂半成品;四、将催化剂半成品干燥后焙烧,冷却后得到成品催化剂。该专利技术的制备的催化剂机械强度为62N/cm~88N/cm,堆密度为0.70g/cm3~0.72g/cm3。但是V2O5必须在350~400℃的高温下才能保持催化活性。为了达到这一要求,需要把催化剂置于除尘器和脱硫装置的上游,致使催化剂很容易失活和磨损,从而缩短催化剂的使用寿命。另外V2O5具有很高的毒性,严重影响环境和人的身体健康。因此开发一种能够置于除尘器和脱硫装置下游的、工作温度低、活性高、环保、寿命长的蜂窝式SCR催化剂成为SCR
研发的热点。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提供了一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,以及以该组合物为原料制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的方法和通过该制备方法制备得到的蜂窝式陶瓷脱硝催化剂。该催化剂低温(150℃~350℃)下催化活性高,NOx转化率在75%以上;其以Mn、Sn为主要活性组分,不含V2O5,因此更环保。另外本专利技术所述的脱硝催化剂机械性能高、耐磨损、稳定性高,适用于火力发电厂、水泥厂等使用条件较严苛的工业应用。为了实现上述专利技术目的,本专利技术采用了如下的技术方案。一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,由活性组分、载体、造孔剂、粘结剂、增强剂和pH调节剂组成;其中,活性组分包括Mn2+盐、Sn4+盐、Ce4+盐,以及选自Cu2+盐、Ni2+盐、W6+盐和Mo6+盐中的一种或多种其它金属盐;所述载体的总摩尔数与所述活性组分的摩尔比为:载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:所述其它金属盐=100:10~40:3~15:3~15:5~20;所述载体包括TiO2;所述造孔剂为活性炭;所述粘结剂选自羟丙基甲基纤维素或羧甲基纤维素钠;所述增强剂选自粉状玻璃纤维和/或有机纤维;所述载体、造孔剂、粘结剂和增强剂的质量比为100:3~10:0.5~1:3~5;所述pH调节剂为氨水。优选的,所述载体的总摩尔数与所述活性组分的摩尔比为:载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:所述其它金属盐=100:10~40:10~15:5~10:3~10。优选的,上述活性组分中,各金属盐都可溶于水。更优选的,所述Mn2+盐选自硝酸锰或四水合乙酸锰,所述Sn4+盐为五水合四氯化锡,所述Ce4+盐为六水合硝酸铈,所述Cu2+盐为三水合硝酸铜或硫酸铜,所述Ni2+盐为六水合硝酸镍,所述W6+盐为钨酸铵,所述Mo6+盐为四水合仲钼酸铵。所述活性组分中,所述其它金属优选为W6+盐;更优选为钨酸铵。优选的,所述载体还可以包括选自SiO2、Al2O3和ZrO2中的一种或多种,TiO2占所述载体总质量的30%~70%;更优选为50%。更优选的,所述载体由TiO2和ZrO2组成;TiO2占所述载体总质量的30%~70%;更优选为50%。优选的,所述增强剂为粉状玻璃纤维,更优选为粒径小于300目的粉状玻璃纤维。作为一个优选的实施方式,本专利技术提供一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,由活性组分、载体、造孔剂、粘结剂、增强剂和pH调节剂组成;其中,活性组分由Mn2+盐、Sn4+盐、Ce4+盐和W6+盐组成;所述载体的总摩尔数与所述活性组分的摩尔比为:载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:W6+盐=100:40:15:5:5;所述载体由TiO2和ZrO2组成,TiO2占所述载体总质量的50%;所述造孔剂为活性炭;所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素;所述增强剂为粒径小于300目的粉状玻璃纤维;所述载体、造孔剂、粘结剂和增强剂的质量比为100:6:0.6:5;所述pH调节剂为氨水。作为另一个优选的实施方式,本专利技术提供一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,由活性组分、载体、造孔剂、粘结剂、增强剂和pH调节剂组成;其中,活性组分由Mn2+盐、Sn4+盐、Ce4+盐和W6+盐组成;所述载体的总摩尔数与所述活性组分的摩尔比为:载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:W6+盐=100:10:10:10:5;所述载体为TiO2;所述造孔剂为活性炭;所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素;所述增强剂为粒径小于300目的粉状玻璃纤维;所述载体、造孔剂、粘结剂和增强剂的质量比为100:3:0.7:5;所述pH调节剂为氨水。本专利技术的另一个目的在于提供一种蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的制备方法,包括采用上述组合物为原料,经过混合干粉制备、混合溶液制备、泥料制备和成型焙烧。优选的,所述制备方法的具体步骤为:I.混合干粉制备按照质量配比,将所述造孔剂、粘合剂和增强剂本文档来自技高网
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一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/41/CN105618077.html" title="一种脱硝蜂窝陶瓷催化剂的制备方法及其制备的催化剂原文来自X技术">脱硝蜂窝陶瓷催化剂的制备方法及其制备的催化剂</a>

【技术保护点】
一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,由活性组分、载体、造孔剂、粘结剂、增强剂和pH调节剂组成;其中,活性组分包括Mn2+盐、Sn4+盐、Ce4+盐,以及选自Cu2+盐、Ni2+盐、W6+盐和Mo6+盐中的一种或多种其它金属盐;所述载体的总摩尔数与所述活性组分的摩尔比为:载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:所述其它金属盐=100:10~40:3~15:3~15:5~20;所述载体包括TiO2;所述造孔剂为活性炭;所述粘结剂选自羟丙基甲基纤维素或羧甲基纤维素钠;所述增强剂选自粉状玻璃纤维和/或有机纤维;所述载体、造孔剂、粘结剂和增强剂的质量比为100:3~10:0.5~1:3~5;所述pH调节剂为氨水。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,由活性组分、载体、
造孔剂、粘结剂、增强剂和pH调节剂组成;其中,
活性组分包括Mn2+盐、Sn4+盐、Ce4+盐,以及选自Cu2+盐、Ni2+盐、
W6+盐和Mo6+盐中的一种或多种其它金属盐;
所述载体的总摩尔数与所述活性组分的摩尔比为:
载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:所述其它金属盐=100:10~40:3~15:3~15:5~20;
所述载体包括TiO2;
所述造孔剂为活性炭;
所述粘结剂选自羟丙基甲基纤维素或羧甲基纤维素钠;
所述增强剂选自粉状玻璃纤维和/或有机纤维;
所述载体、造孔剂、粘结剂和增强剂的质量比为100:3~10:0.5~1:3~5;
所述pH调节剂为氨水。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述载体的总摩尔数
与所述活性组分的摩尔比为:
载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:所述其它金属盐=100:10~40:10~15:5~10:3~10。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述活性组分中,
各金属盐都可溶于水;
优选的,所述Mn2+盐选自硝酸锰或四水合乙酸锰,所述Sn4+盐为五水
合四氯化锡,所述Ce4+盐为六水合硝酸铈,所述Cu2+盐为三水合硝酸铜或
硫酸铜,所述Ni2+盐为六水合硝酸镍,所述W6+盐为钨酸铵,所述Mo6+盐为四水合仲钼酸铵;
所述其它金属为W6+盐;更优选为钨酸铵。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其特征在于,所述载
体还可以包括选自SiO2、Al2O3和ZrO2中的一种或多种,TiO2占所述载
体总质量的30%~70%;更优选为50%;
优选的,所述载体由TiO2和ZrO2组成;TiO2占所述载体总质量的
30%~70%;更优选为50%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物,其特征在于,所述增
强剂为粉状玻璃纤维,优选为粒径小于300目的粉状玻璃纤维。
6.一种用于制备蜂窝式陶瓷脱硝催化剂的组合物,由活性组分、载体、
造孔剂、粘结剂、增强剂和pH调节剂组成;其中,
活性组分由Mn2+盐、Sn4+盐、Ce4+盐和W6+盐组成;
所述载体的总摩尔数与所述活性组分的摩尔比为:
载体:Mn2+盐:Sn4+盐:Ce4+盐:W6+盐=100:40:15:5:5;
所述载体由TiO2和ZrO2组成,TiO2占所述载体总质量的50%;
所述造孔剂为活性炭;
所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素;
所述增强剂为粒径小于300目的粉状玻璃纤维;
所述载体、造孔剂、粘结剂和增强剂的质量比为100:6:0.6:5;
所述pH调节...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓育新陈鑫王重庆邵荣侯贵华王路明许伟奚新国
申请(专利权)人:盐城工学院
类型:发明
国别省市:江苏;32

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