一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：一、将硝酸亚铈溶液加入焦磷酸水溶液中，得到溶液A；二、将尿素加入焦磷酸铈溶液中，得到溶液B；三、对溶液B进行水热反应；四、将水热反应物依次进行过滤、水洗和干燥处理；五、焙烧处理，得到磷酸铈；六、将磷酸铈加入硝酸铜溶液中，在温度为35℃～50℃的条件下浸渍12h～48h后，干燥后进行焙烧处理，得到低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂。本发明专利技术制备的催化剂以磷酸铈为主组分，以氧化铜为助组分，该催化剂在温度为150℃～240℃低温区间内的氮氧化物脱除率在90％以上，且其稳定性和抗水性良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于脱硝催化剂制备
，具体涉及一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法。
技术介绍
氮氧化物主要是由于石化燃料在空气中高温燃烧引起的，矿物燃料(石油、煤、天然气)燃烧中产生的氮氧化物占到了90％以上。随着工业的迅速发展，汽车尾气和燃煤烟气过量排出的氮氧化物给大气带来了很大的污染，而且氮氧化物浓度逐年递增；NO在阳光照射下可以产生化学烟雾，对人的呼吸下系统带来了很大的威胁；同时可以破坏大气层和间接形成酸雨。在环保意识和要求越来越强烈的今天，如何除去氮氧化物的排放成为刻不容缓的问题。我国烟气脱硝市场中，以NH3类化合物为还原剂在催化剂的作用下还原NOx的技术(简称为NH3-SCR)是我国电站锅炉NOx排放控制的主要技术。然而，我国除电站锅炉外，NOx排放量大锅炉的还包括：工业锅炉、水泥玻璃窑炉、冶金钢铁烧结炉、化工厂和酸洗设备。其烟气温度处于120℃～300℃范围内，远低于SCR催化剂的活性温度区间，由于我国低温SCR治理技术不成熟，需要复杂的换热器系统才能使用SCR技术，同时增加能耗和设备投资，造成NOx减排困难。针对我国硝酸行业中工业锅炉、水泥玻璃窑炉、冶金钢铁烧结炉、化工厂和酸洗设备面临脱除NOx的难题，开发低温条件下脱除NOx的脱硝技术将给我们带来巨大的经济效益和环境效益。中国专利CN101642715A公开了一种焦磷酸铈催化剂，虽然在350℃以上的脱硝效率较高，但在350℃以下的催化活性比较差。中国专利CN105214698A公开了一种用宽温型脱硝催化剂，此催化剂主要组成是：由铈的磷酸盐(CePO4)及氧化锰(Mn2O3)构成。此催化剂在空速为20000h-1，温度为150℃～500℃等条件下氮氧化物的脱除率达到了90％左右，但其空速较小，在300℃以下活性不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法。采用该方法制备的催化剂活性高、低温效果好、适用于脱除NOx，该催化剂在5％(体积分数)水蒸气存在的条件下，在210℃条件下连续反应50h，催化剂的活性仍保持在90％以上，具有较好的抗水性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂以磷酸铈为主组分，以氧化铜为助组分，且氧化铜和磷酸铈的质量比为(0.05～0.15)∶1，该催化剂在温度为150℃～240℃低温区间内的氮氧化物脱除率在90％以上，该催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将硝酸亚铈溶于去离子水中，搅拌均匀后得到硝酸亚铈溶液，然后将所述硝酸亚铈溶液加入到焦磷酸水溶液中，搅拌均匀后得到溶液A；步骤二、将尿素加入到步骤一中所述焦磷酸铈溶液中，搅拌均匀后得到溶液B；步骤三、将步骤二中所述溶液B置于水热反应釜中，在温度为110℃～150℃的条件下水热反应12h～48h，得到水热反应物；步骤四、将步骤三中所述水热反应物依次进行过滤、水洗和干燥处理；步骤五、将步骤四中干燥处理后的水热反应物以5℃/min～20℃/min的升温速率升温至400℃～600℃后保温4h～6h进行焙烧处理，得到磷酸铈；步骤六、将硝酸铜溶于去离子水中，搅拌均匀后得到硝酸铜溶液，然后将步骤五中所述磷酸铈加入到所述硝酸铜溶液中，在温度为35℃～50℃的条件下浸渍12h～48h后，在温度为80℃～130℃的条件下干燥10h～48h，之后以5℃/min～20℃/min的升温速率升温至400℃～600℃后保温4h～6h进行焙烧处理，得到低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂。上述的一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述硝酸亚铈溶液的浓度为0.1mol/L～0.3mol/L，焦磷酸水溶液的浓度为0.05mol/L～0.15mol/L。上述的一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述焦磷酸水溶液和硝酸亚铈溶液的配入比例为：使焦磷酸和硝酸亚铈满足摩尔比0.5∶1。上述的一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述尿素与步骤一中所述硝酸亚铈的摩尔比为1∶10。上述的一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述干燥处理的温度为80℃～130℃，所述干燥处理的时间为10h～48h。上述的一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤六中所述硝酸铜溶液的浓度为0.625mol/L～1.875mol/L。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、采用本专利技术制备的催化剂制备方法简单，有大的比表面积和表面酸性，有利于提高低温活性。2、本专利技术将含磷型铈铜复合脱硝催化剂用于低温脱硝，采用本专利技术制备的催化剂在150℃～240℃低温区范围内的氮氧化物脱除率达到90％以上，且不带来二次污染。3、采用本专利技术制备的催化剂在5％(体积分数)水蒸气存在的条件下，在210℃条件下连续反应50h，催化剂的活性保持在90％以上，具有较好的抗水性。下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。具体实施方式实施例1本实施例低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将硝酸亚铈溶于去离子水中，搅拌均匀后得到浓度为0.15mol/L的硝酸亚铈溶液，然后将硝酸亚铈溶液加入浓度为0.075mol/L的焦磷酸水溶液中，二者的配入比例为：使焦磷酸和硝酸亚铈满足摩尔比0.5∶1，将二者搅拌均匀后得到溶液A；溶液A的主要成分为焦磷酸铈；步骤二、将尿素加入步骤一中所述焦磷酸铈溶液中，搅拌均匀后得到溶液B；所述尿素与硝酸亚铈的摩尔比为1∶10；溶液B的主要成分为焦磷酸铈；步骤三、将步骤二中所述溶液B置于水热反应釜中，在温度为150℃的条件下水热反应16h，得到水热反应物；步骤四、将步骤三中所述水热反应物依次进行过滤、水洗和干燥处理；所述干燥处理的温度为120℃，所述干燥处理的时间为18h；步骤五、将步骤四中干燥处理后的水热反应物以10℃/min的升温速率升温至500℃后保温5h进行焙烧处理，得到磷酸铈；步骤六、将硝酸铜溶于去离子水中，搅拌均匀后得到浓度为1.25mol/L的硝酸铜溶液，然后将磷酸铈加入硝酸铜溶液中，在温度为40℃的条件下浸渍40h后，在温度为120℃的条件下干燥24h，之后以10℃/min的升温速率升温至500℃后保温5h进行焙烧处理，得到低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂。采用本实施例制备的催化剂以磷酸铈为主组分，以氧化铜为助组分，且氧化铜和磷酸铈的质量比为0.1∶1。实施例2本实施例低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将硝酸亚铈溶于去离子水中，搅拌均匀后得到浓度为0.1mol/L的硝酸亚铈溶液，然后将硝酸亚铈溶液加入浓度为0.05mol/L的焦磷酸水溶液中，二者的配入比例为：使焦磷酸和硝酸亚铈满足摩尔比0.5∶1，将二者搅拌均匀后得到溶液A；溶液A的主要成分为焦磷酸铈；步骤二、将尿素加入步骤一中所述焦磷酸铈溶液中，搅拌均匀后得到溶液B；所述尿素与硝酸亚铈的摩尔比为1∶10；溶液B的主要成分为焦磷酸铈；步骤三、将步骤二中所述溶液B置于水热反应釜中，在温度为110℃的条件下水热反应48h，得到水热反应物；步骤四、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂以磷酸铈为主组分，以氧化铜为助组分，且氧化铜和磷酸铈的质量比为(0.05～0.15)∶1，该催化剂在温度为150℃～240℃低温区间内的氮氧化物脱除率在90％以上，该催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将硝酸亚铈溶于去离子水中，搅拌均匀后得到硝酸亚铈溶液，然后将所述硝酸亚铈溶液加入到焦磷酸水溶液中，搅拌均匀后得到溶液A；步骤二、将尿素加入到步骤一中所述焦磷酸铈溶液中，搅拌均匀后得到溶液B；步骤三、将步骤二中所述溶液B置于水热反应釜中，在温度为110℃～150℃的条件下水热反应12h～48h，得到水热反应物；步骤四、将步骤三中所述水热反应物依次进行过滤、水洗和干燥处理；步骤五、将步骤四中干燥处理后的水热反应物以5℃/min～20℃/min的升温速率升温至400℃～600℃后保温4h～6h进行焙烧处理，得到磷酸铈；步骤六、将硝酸铜溶于去离子水中，搅拌均匀后得到硝酸铜溶液，然后将步骤五中所述磷酸铈加入到所述硝酸铜溶液中，在温度为35℃～50℃的条件下浸渍12h～48h后，在温度为80℃～130℃的条件下干燥10h～48h，之后以5℃/min～20℃/min的升温速率升温至400℃～600℃后保温4h～6h进行焙烧处理，得到低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种低温含磷型铈铜复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂以磷酸铈为主组分，以氧化铜为助组分，且氧化铜和磷酸铈的质量比为(0.05～0.15)∶1，该催化剂在温度为150℃～240℃低温区间内的氮氧化物脱除率在90％以上，该催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将硝酸亚铈溶于去离子水中，搅拌均匀后得到硝酸亚铈溶液，然后将所述硝酸亚铈溶液加入到焦磷酸水溶液中，搅拌均匀后得到溶液A；步骤二、将尿素加入到步骤一中所述焦磷酸铈溶液中，搅拌均匀后得到溶液B；步骤三、将步骤二中所述溶液B置于水热反应釜中，在温度为110℃～150℃的条件下水热反应12h～48h，得到水热反应物；步骤四、将步骤三中所述水热反应物依次进行过滤、水洗和干燥处理；步骤五、将步骤四中干燥处理后的水热反应物以5℃/min～20℃/min的升温速率升温至400℃～600℃后保温4h～6h进行焙烧处理，得到磷酸铈；步骤六、将硝酸铜溶于去离子水中，搅拌均匀后得到硝酸铜溶液，然后将步骤五中所述磷酸铈加入到所述硝酸铜溶液中，在温度为35℃～50℃的条件下浸渍12h～48h后，在温度为80℃～130℃的条件下干燥10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，仵静，刘程，侯鑫，黄伟，庞菊玲，兰力强，满雪，高明明，
申请(专利权)人：西北化工研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61