脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了脱硝催化剂及其制备方法，其中，制备方法包括：制备得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物；将沉淀混合物进行干燥和焙烧，得到TiO

【技术实现步骤摘要】
脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及化工
，具体而言，本专利技术涉及脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
人类活动排放的NOx90％以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时，燃料中的含氮物质氧化生成NOx，参与燃烧的空气中的N2和O2也会生成NOx。从能源结构来看，我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位。并且我国80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此，相当长的时期内，烟气中的NOX排放是导致我国大气NOx污染的一个主要因素，如何减少固定源排放的NOX是大气环境治理的一个重要课题。烟气脱硝属于燃烧后处理技术，许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多，但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。我国燃煤电厂烟气灰分高，易引起催化剂磨损、堵塞、中毒等一系列问题，催化剂堵塞、中毒可通过再生恢复活性，但催化剂磨损则是催化剂物理结构的损坏，无法再生，磨损是催化剂消耗的重要因素。另外，在生产中脱硝催化剂与酸性强腐蚀介质接触，导致催化剂的腐蚀严重，并且在酸腐蚀的同时还有固体颗粒对催化剂的运动冲击现象，在长期连续使用工况下，催化剂很容易损坏。现有的脱硝催化剂耐磨损技术普遍采用端面硬化，一定程度上提高了催化剂的耐磨性能，但我国煤质中灰分非常高，仅仅端面的硬化还不能完全解决催化剂磨损的问题，尤其在流场分布不均的情况下，催化剂会在高灰烟气的冲刷下因耐磨强度不够发生破裂、塌陷等不可再生的物理损坏。因而，目前的脱硝催化剂仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出脱硝催化剂及其制备方法。该脱硝催化剂具有较高的脱硝催化活性，耐磨性能和耐酸性能强，活性温区宽，且可以在对待处理烟气进行脱硝处理的同时进行余热回收，从而达到节能环保的目的。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备脱硝催化剂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将钛源试剂和铝源试剂分别配制成钛源水溶液和铝源溶液，并将所述钛源水溶液和所述铝源溶液进行共沉淀，以便制备得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物；(2)将所述沉淀混合物进行第一干燥和第一焙烧，以便得到TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末；(3)将所述TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末与活性炭粉末、搪瓷粉末和粘结剂进行挤出成型、定型和干燥，以便得到活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；(4)将偏钨酸铵、偏钒酸铵溶解于草酸中，以便得到第一浸渍液；(5)将所述活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在所述第一浸渍液中进行第一浸渍，完成所述第一浸渍后进行第二干燥和第二焙烧，以便得到V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；(6)将氯化铁、氯化镧配制成混合水溶液，以便得到第二浸渍液；以及(7)将所述V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在所述第二浸渍液中进行第二浸渍，完成所述第二浸渍后进行第三干燥和第三焙烧，以便得到脱硝催化剂。由此，根据本专利技术的实施例，该方法通过利用钛源试剂和铝源试剂制备得到TiO2-Al2O3复合氧化物载体，进而与活性成分活性炭和添加剂搪瓷进行成型、定型和干燥，得到活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂，活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，因而具有强吸附性，同时，活性炭表面含有多元含氧官能团，能够吸附待处理烟气中的SO2和水蒸气，从而提高了制备得到的脱硝催化剂的抗SO2、抗水蒸气中毒性能，同时，通过加入搪瓷可以使制备得到的脱硝催化剂具有较高的硬度和耐磨、耐酸性能；进一步地，通过将活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在第一浸渍液中进行第一浸渍，可以使活性成分矾和钨负载在活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂上，进而进行第二干燥和第二焙烧，得到V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂，由此，可以使催化剂表面同时吸附NH3和NO分子，在富含氧化活性位的活性炭以及V2O5-WO3复合氧化物表面发生氧化还原反应，生成N2和H2O，达到脱除NO的目的；进而，将V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在第二浸渍液中进行第二浸渍，使助剂铁和镧负载在V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂上，从而显著提高脱硝催化剂在低温下的催化活性。由此，采用根据本专利技术实施例的制备脱硝催化剂的方法可以有效地制备得到高催化活性，高耐磨、耐酸性能，活性温区宽的脱硝催化剂。另外，根据本专利技术上述实施例的制备脱硝催化剂的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述钛源水溶液与所述铝源溶液的质量浓度比为1:(0.01～2)。在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中，所述第一浸渍液中钒与钨的摩尔比为1:(0.1～5)。由此，可以显著提高制备得到的脱硝催化剂的催化性能。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述定型和干燥是在95～115摄氏度的温度下进行的。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，挤出成型得到的所述活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂的形状为球状、条状或蜂窝体状，优选蜂窝体状。由此，可以显著提高制备得到的脱硝催化剂的比表面积，从而进一步提高所述脱硝催化剂的催化性能。在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述第一焙烧是在350～600摄氏度下进行5～8小时完成的。在本专利技术的一些实施例中，步骤(5)中，所述第二焙烧是在350～600摄氏度下进行5～8小时完成的。在本专利技术的一些实施例中，步骤(7)中，所述第三焙烧是在350～600摄氏度下进行5～8小时完成的。在本专利技术的一些实施例中，所述脱硝催化剂以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体，以活性炭为主要活性成分，以V2O5-WO3为辅助活性成分，以过渡金属铁、稀土元素镧作为助剂，以搪瓷作为添加剂；其中，基于所述脱硝催化剂总体质量，所述TiO2-Al2O3复合氧化物负载量为10～60质量％，所述活性炭的负载量为10～50质量％，所述V2O5-WO3复合氧化物的负载量为5～20质量％，所述过渡金属铁负载量为0.1～10质量％、所述稀土元素镧负载量为0.1～10质量％，所述搪瓷的负载量为1～10质量％。由此，所述脱硝催化剂具有较高的脱硝催化活性，耐磨性能和耐酸性能强，活性温区宽，且可以在对待处理烟气进行脱硝处理的同时进行余热回收，从而达到节能环保的目的。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种脱硝催化剂，根据本专利技术的实施例，所述脱硝催化剂是由上述根据本专利技术实施例的制备脱硝催化剂的方法制备得到的。由此，根据本专利技术的实施例，所述脱硝催化剂具有较高的脱硝催化活性，耐磨性能和耐酸性能强，活性温区宽，且可以在对待处理烟气进行脱硝处理的同时进行余热回收，从而达到节能环保的目的。另外，根据本专利技术上述实施例的脱硝催化剂还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述脱硝催化剂以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体，以活性炭为主要活性成分，以V2O5-WO3为辅助活性成分，以过渡金属铁、稀土元素镧作为助剂，以搪瓷作为添加剂；其中，基于所述脱硝催化剂总体质量，所述TiO2-Al2O3复合氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，包括：(1)将钛源试剂和铝源试剂分别配制成钛源水溶液和铝源溶液，并将所述钛源水溶液和所述铝源溶液进行共沉淀，以便制备得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物；(2)将所述沉淀混合物进行第一干燥和第一焙烧，以便得到TiO

【技术特征摘要】
1.一种制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，包括：(1)将钛源试剂和铝源试剂分别配制成钛源水溶液和铝源溶液，并将所述钛源水溶液和所述铝源溶液进行共沉淀，以便制备得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物；(2)将所述沉淀混合物进行第一干燥和第一焙烧，以便得到TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末；(3)将所述TiO2-Al2O3复合氧化物载体粉末与活性炭粉末、搪瓷粉末和粘结剂进行挤出成型、定型和干燥，以便得到活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；(4)将偏钨酸铵、偏钒酸铵溶解于草酸中，以便得到第一浸渍液；(5)将所述活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在所述第一浸渍液中进行第一浸渍，完成所述第一浸渍后进行第二干燥和第二焙烧，以便得到V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂；(6)将氯化铁、氯化镧配制成混合水溶液，以便得到第二浸渍液；以及(7)将所述V2O5-WO3/活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂在所述第二浸渍液中进行第二浸渍，完成所述第二浸渍后进行第三干燥和第三焙烧，以便得到脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钛源水溶液与所述铝源溶液的质量浓度比为1:(0.01～2)。3.根据权利要求1所述的制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述第一浸渍液中钒与钨的摩尔比为1:(0.1～5)。4.根据权利要求1所述的制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述定型和干燥是在95～115摄氏度的温度下进行的。5.根据权利要求1所述的制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，步骤(3)中，挤出成型得到的所述活性炭/TiO2-Al2O3复合催化剂的形状为球状、条状或蜂窝体状，优选蜂窝体状。6.根据权利要求1所述的制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一焙...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，宋敏洁，陈珊，王东方，王志军，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11