用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种SCR脱硝催化剂，特别涉及一种用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂、制备方法及应用。一种用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂，该催化剂以钛氧化物与过渡金属氧化物形成的复合氧化物为载体，以钒氧化物为活性组分，钨氧化物作为助催化剂；其中，所述催化剂中过渡金属元素与钛元素的摩尔比为0.1~0.5:1，所述过渡金属氧化物包括MnO2、Fe2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、SnO2、Nb2O5、Sb2O5中的一种或几种。该催化剂中添加适量过渡金属氧化物，制备了促进硫酸氢铵低温分解的SCR脱硝催化剂，促进了硫酸氢铵在低于350℃的温度区间内的分解行为。

SCR denitration catalyst for accelerating decomposition of ammonium hydrogen sulfate by low temperature flue gas, preparation method and Application

The present invention relates to a SCR denitration catalyst, in particular to a SCR denitration catalyst for promoting decomposition of ammonium hydrogen sulfate by low-temperature flue gas, preparation method and application thereof. A promotion of ammonium hydrogen sulfate decomposition SCR denitration catalyst for flue gas temperature, the composite oxide catalyst is formed with titanium oxide and transition metal oxide as the carrier, using vanadium oxide as active component, tungsten oxide as catalyst; wherein, the molar ratio of transition metal elements and titanium element in the catalyst is 0.1~0.5:1. The transition metal oxides including one or more of MnO2, Fe2O3, CeO2, ZrO2, Al2O3, SnO2, Nb2O5, Sb2O5. By adding appropriate transition metal oxides into the catalyst, a SCR denitration catalyst for promoting the decomposition of ammonium hydrogen sulfate was prepared, which promoted the decomposition behavior of ammonium hydrogen sulfate in the temperature range below 350 degrees centigrade.

【技术实现步骤摘要】
用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂、制备方法及应用
本专利技术涉及一种SCR脱硝催化剂，特别涉及一种用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂、制备方法及应用。
技术介绍
继SO2之后，氮氧化物(NOx)为目前形成酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层的一个主要原因。随着我国生产力的发展，氮氧化物排放逐年增加，已严重危机社会发展与人体健康，成为了节能减排的重点。目前选择性催化还原烟气脱硝(SCR)是国际上应用最为广泛的烟气处理技术，而SCR催化剂为该技术的核心组成部分，其化学组成以及物理结构对脱硝效率有着至关重要的影响。钒基SCR催化剂由于其优异的催化活性、抗硫性能以及高N2选择性为目前主要应用的催化剂。由于烟气中存在一定含量的SO3以及水蒸气，在烟气温度低于300℃的时候，还原剂氨与SO3、水蒸气发生反应生成硫酸氢铵沉积在催化剂上，从而覆盖催化剂活性位点，堵塞孔道，从而降低脱硝活性，导致NOx排放浓度升高。针对上述情况，本专利技术人基于长期从事烟气脱硝技术以及SCR脱硝催化剂研究的基础上，通过制备方法的改进优化促进活性组分在催化剂表面的均匀分布，通过过渡金属氧化物的添加促进硫酸氢铵在低温下的分解。因此，该催化剂为之一种具有低成本，高抗硫性能的新型低温SCR催化剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂，该催化剂具有可促进硫酸氢铵低温分解的特点。本专利技术还提供一种上述的SCR脱硝催化剂的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂，该催化剂以钛氧化物与过渡金属氧化物形成的复合氧化物为载体，以钒氧化物为活性组分，钨氧化物作为助催化剂；其中，所述催化剂中过渡金属元素与钛元素的摩尔比为0.1~0.5:1，所述过渡金属氧化物包括MnO2、Fe2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、SnO2、Nb2O5、Sb2O5中的一种或几种。作为优选，所述催化剂中，钒氧化物、钨氧化物与载体的质量比为0.8-5：3-7：100。作为优选，当过渡金属氧化物为MnO2、Fe2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、SnO2时，过渡金属元素与钛元素的摩尔比为0.2~0.4:1；当过渡金属氧化物为Nb2O5、Sb2O5时，过渡金属氧化物占钛氧化物质量的0.5-3%。作为优选，所述钛氧化物为TiO2，所述钒氧化物为V2O5，钨氧化物为WO3。一种所述的用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）按元素摩尔比称量钛氧化物前驱体硫酸钛、过渡金属氧化物前驱体，过渡金属氧化物前驱体选自硝酸铁、硝酸铈、硝酸铝、硝酸锆、乙酸锰或二氯化亚锡；（2）将硫酸钛、过渡金属氧化物前驱体的硝酸盐/乙酸盐/氯盐溶于pH为0-3的酸性溶液中，充分搅拌溶解得到澄清溶液，即为前驱体溶液；（3）将前驱体溶液在搅拌的情况下缓慢加入过量氨水中，室温下静置，经抽滤、干燥、研磨、煅烧，制得促进硫酸氢铵分解的SCR催化剂载体粉末；（4）将上一步制得的SCR催化剂载体粉末与钒氧化物、钨氧化物前驱体溶液搅拌浸渍后，经烘干燥、研磨、煅烧，即制得促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂。钨氧化物前驱体溶液的制备方法：草酸溶于去离子水，再加入钨酸铵，搅拌形成澄清溶液。草酸用于提供钨酸铵溶解的环境。作为优选，步骤（3）中所述搅拌为500~700r/min转速下搅拌8~12h。作为优选，步骤（4）中，在50~70℃的温度下进行搅拌浸渍，搅拌速率为150~180r/min，搅拌时间为30~40h；作为优选，步骤（3）和（4）中所述的干燥为100~120℃下烘8~12h，煅烧为450~550℃下煅烧4~6h。一种所述的用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）按元素摩尔比称量钛氧化物前驱体硫酸钛、过渡金属氧化物前驱体，过渡金属氧化物前驱体选自草酸铌、醋酸锑；（2）将硫酸钛溶于pH为0-3的酸性溶液中，得到硫酸钛溶液；（3）将硫酸钛溶液在搅拌的情况下缓慢加入过量氨水中，充分搅拌后，经抽滤、干燥、研磨、煅烧，制得TiO2粉末；当制备含Nb2O5过渡金属氧化物的载体时，将草酸铌溶于草酸溶液中得到草酸铌溶液，将制得的TiO2粉末与草酸铌溶液混合；当制备含Sb2O5过渡金属氧化物的载体时，将醋酸锑溶于冰醋酸中得到醋酸锑溶液，将制得的TiO2粉末与醋酸锑溶液混合；然后，在50~70℃的温度下进行搅拌浸渍，搅拌速率为150~180r/min，搅拌时间为30~40h，经干燥、研磨、煅烧制得促进硫酸氢铵分解的SCR催化剂载体粉末；（4）将上一步制得的SCR催化剂载体粉末与钒氧化物、钨氧化物前驱体溶液搅拌浸渍后，经烘干燥、研磨、煅烧，即制得促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂。钨氧化物前驱体溶液的制备方法：草酸溶于去离子水，再加入钨酸铵，搅拌形成澄清溶液。草酸用于提供钨酸铵溶解的环境。一种所述的SCR脱硝催化剂在低温烟气下促进硫酸氢铵分解的应用，所述低温的温度范围为低于350℃。本专利技术所述SCR脱硝催化剂在烟气为250-350℃的温度下均适用。与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：该催化剂中添加适量过渡金属氧化物，制备了促进硫酸氢铵低温分解的SCR脱硝催化剂，促进了硫酸氢铵在低于350℃的温度区间内的分解行为；同时本专利技术的制备方法简单，易于操作。本专利技术催化剂应用于解决燃煤电站低负荷脱硝难题（烟气温度<300），也用于工业锅炉脱硝等。附图说明图1为本专利技术的硫酸氢铵分解的DTG曲线。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。本专利技术制备的促进硫酸氢铵分解的SCR催化剂，以钛氧化物与过渡金属氧化物（MnO2、Fe2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、SnO2等）形成的复合氧化物为载体，钒氧化物作为活性组分，钨氧化物作为助催化剂；其中，所述催化剂中过渡金属元素与钛元素的摩尔比为0.2~0.4，钒氧化物、钨氧化物与钛氧化物的质量比分别为1%~3%与4%~6%，铌氧化物、锑氧化物与钛氧化物的质量比为1%~3%。本专利技术通过不同过渡金属氧化物的添加对载体进行相应改性，制备得到的促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂，可促进硫酸氢铵在低于350℃的温度下的分解行为。实施例1催化剂原料为：硫酸钛11.0674g，二氯化亚锡3.4687g，偏钒酸铵0.1543g，钨酸铵0.3281g；制备方法：首先将硫酸钛、二氯化亚锡溶于稀硫酸中，其次将硫酸钛溶液缓慢向过量氨水中滴加并以600r/min的转速进行搅拌12h，将所得固液混合物进行过滤并洗涤5次，所得固体110℃烘12h，研磨后500℃下煅烧5h，得到载体粉末；将偏钒酸铵以及钨酸铵溶于草酸溶液中（草酸与偏钒酸铵摩尔比为2：1），得到澄清溶液，加入载体粉末，利用旋转蒸发仪60℃水浴下以170r/min转速下搅拌30min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂，其特征在于：该催化剂以钛氧化物与过渡金属氧化物形成的复合氧化物为载体，以钒氧化物为活性组分，钨氧化物作为助催化剂；其中，所述催化剂中过渡金属元素与钛元素的摩尔比为0.1~0.5:1，所述过渡金属氧化物包括MnO2、Fe2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、SnO2、Nb2O5、Sb2O5中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂，其特征在于：该催化剂以钛氧化物与过渡金属氧化物形成的复合氧化物为载体，以钒氧化物为活性组分，钨氧化物作为助催化剂；其中，所述催化剂中过渡金属元素与钛元素的摩尔比为0.1~0.5:1，所述过渡金属氧化物包括MnO2、Fe2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、SnO2、Nb2O5、Sb2O5中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂中，钒氧化物、钨氧化物与载体的质量比为0.8-5：3-7：100。3.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂，其特征在于：当过渡金属氧化物为MnO2、Fe2O3、CeO2、ZrO2、Al2O3、SnO2时，过渡金属元素与钛元素的摩尔比为0.2~0.4:1；当过渡金属氧化物为Nb2O5、Sb2O5时，过渡金属氧化物占钛氧化物质量的0.5-3%。4.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述钛氧化物为TiO2，所述钒氧化物为V2O5，钨氧化物为WO3。5.一种权利要求1所述的用于低温烟气促进硫酸氢铵分解的SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）按元素摩尔比称量钛氧化物前驱体硫酸钛、过渡金属氧化物前驱体，过渡金属氧化物前驱体选自硝酸铁、硝酸铈、硝酸铝、硝酸锆、乙酸锰或二氯化亚锡；（2）将硫酸钛、过渡金属氧化物前驱体的硝酸盐/乙酸盐/氯盐溶于pH为0-3的酸性溶液中，充分搅拌溶解得到澄清溶液，即为前驱体溶液；（3）将前驱体溶液在搅拌的情况下缓慢加入过量氨水中，静置，经抽滤、干燥、研磨、煅烧，制得促进硫酸氢铵分解的SCR催化剂载体粉末；（4）将上一步制得的SCR催化剂载体粉末与钒氧化物、钨氧化物前驱体溶液搅拌浸渍后，经烘干燥、研磨、煅烧，即制...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，郑成航，岑可法，曲瑞暘，叶栋，宋浩，吴卫红，苏传城，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33