本发明专利技术提供一种稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂，该催化剂以LaVO4为活性组分、以WO3和Al2O3为助剂、以TiO2为载体。本发明专利技术以LaVO4为活性组分，其中La能够抑制载体TiO2在高温下烧结和晶型转变，从而提高催化剂的热稳定性，V以钒酸盐形式存在，不仅可以提供SCR反应所需的活性位，而且还能够防止V在高温下烧结和挥发，减小对环境的污染。总而言之，本发明专利技术提供的催化剂具有优异的高温活性和热稳定性，可以用于治理燃气轮机等高温烟气氮氧化物排放。
Rare earth vanadate SCR denitration catalyst and preparation method thereof
The present invention provides a rare earth vanadate SCR denitration catalyst, which takes LaVO4 as active component, uses WO3 and Al2O3 as auxiliary agent, and takes TiO2 as carrier. The present invention uses LaVO4 as active components, which can inhibit the La vector TiO2 sintering andcrystal type change under high temperature, so as to improve the thermal stability of the catalyst, V exists in the form of vanadate, not only can provide the required SCR reaction activity, but also can prevent the V sintering and volatilization at high temperature, reduce the the pollution of the environment. In summary, the catalyst provided by this invention has excellent high temperature activity and thermal stability, and can be used to control NOx emissions from high temperature flue gas turbines such as gas turbines.
【技术实现步骤摘要】
一种稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及烟气脱硝领域，具体是一种可以用于治理燃气轮机等高温烟气氮氧化物排放的稀土钒酸盐催化剂及其制备方法。
技术介绍
由于燃气轮机的优点和其技术的不断发展，目前已成为发达国家用于供电和供热的重要方式。随着各国对排放标准要求的提高，燃气轮机的环保问题也逐渐得到重视，燃气轮机机组开始探索脱硝改造，并在新建机组中预留脱硝位置。工业上应用最广的V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂，其最佳温度窗口为300℃-400℃，并不适用于燃气轮机排放的高温烟气(500℃以上)。在高温条件下，常规催化剂容易发生NH3氧化、V2O5烧损、TiO2晶型转变和催化剂烧结等，导致催化剂失活，脱硝性能降低。因此，需要开发一种新型耐高温SCR脱硝催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有优异的高温活性和热稳定性的催化剂及其制备方法，该催化剂可用于治理燃气轮机等高温烟气氮氧化物排放。为实现上述的技术目标，具体的技术方案如下：一种稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂，该催化剂的活性组分为LaVO4。优选地，该催化剂以WO3和Al2O3为助剂，以TiO2为载体。进一步地，所述的脱硝催化剂各组分含量分别是：活性组分，LaVO4为0-2wt％；助剂，WO3为3-8wt％、Al2O3为5-10wt％；载体，TiO2为80-92wt％。更进一步地，所述的LaVO4的前驱体为La(NO3)3·6H2O和NH4VO3。上述任一稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)溶解前驱体：在水浴条件下，分别将La(NO3)3·6H2O和NH4VO3溶解于去离子水中，得到A溶液和B溶液，其中La(NO3)3·6H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1；2)活性组分LaVO4的制备：将步骤1)制备的A溶液和B溶液混合，混合过程中加氨水调节溶液的pH直至溶液发生共沉淀析出LaVO4沉淀，将反应得到的LaVO4沉淀过滤清洗，并烘干；3)浆料的制备：分别将步骤2)制备的LaVO4以及仲钨酸铵、Al2O3、TiO2粉末混合，混合过程中加水搅拌得到浆料；4)LaVO4-WO3-Al2O3/TiO2催化剂的制备：将步骤3)制备的浆料在水浴条件下蒸干，而后在100℃-140℃下先干燥12h-24h后，再在580℃-650℃下煅烧2h-4h，即制得LaVO4-WO3-Al2O3/TiO2催化剂。优选地，步骤1)水浴温度为80℃。优选地，步骤2)所用氨水质量浓度为20％。优选地，步骤2)用氨水将溶液的pH调至7。优选地，步骤2)烘干温度为120℃。优选地，步骤4)水浴温度为80℃。本专利技术具有如下优点：本专利技术以LaVO4为活性组分，其中La能够抑制载体TiO2在高温下烧结和晶型转变，从而提高催化剂的热稳定性，V以钒酸盐形式存在，不仅可以提供SCR反应所需的活性位，而且还能够防止V在高温下烧结和挥发，减小对环境的污染。助剂Al2O3同样起到抑制TiO2在高温下烧结和晶型转变的作用，可以进一步提高催化剂的热稳定性。总而言之，本专利技术提供的催化剂具有优异的高温活性和热稳定性，可以用于治理燃气轮机等高温烟气氮氧化物排放。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。实施例1本实施例中催化剂组分为：LaVO4占1.4wt％，WO3占5wt％，Al2O3占5wt％，TiO2占88.6wt％。本实施例中催化剂的制备过程如下：1)在80℃水浴条件下，分别将La(NO3)3·6H2O和NH4VO3溶解于去离子水中，得到A溶液和B溶液，其中摩尔比La(NO3)3·6H2O:NH4VO3＝1:1；2)将A溶液和B溶液混合，混合过程中滴加质量浓度为20％的氨水，使溶液的pH值为7，将反应得到的LaVO4沉淀过滤清洗，并在120℃下烘干；3)分别将LaVO4、仲钨酸铵、Al2O3和TiO2粉末混合，混合过程中加水搅拌得到浆料，其中LaVO4占1.4wt％，WO3占5wt％，Al2O3占5wt％，TiO2占88.6wt％；4)步骤3)制备的浆料在80℃水浴条件下蒸干，120℃下干燥20h后，在600℃下煅烧3h制得LaVO4-WO3-Al2O3/TiO2催化剂。对催化剂进行活性评价实验，其中烟气条件为：NO＝NH3＝500ppm，O2＝5.0％，SO2＝20ppm，H2O＝10％，N2平衡，GHSV＝60000h-1。结果显示催化剂在400-620℃下脱硝效率高于80％。将新鲜催化剂在600℃下进行长时间高温水热老化实验，其中烟气条件与活性测试条件相同，结果表明催化剂经过48h处理后，脱硝活性基本不变。实施例2本实施例中催化剂组分为：LaVO4占1.2wt％，WO3占5wt％，Al2O3占7wt％，TiO2占86.8wt％。本实施例中催化剂的制备过程如下：1)在80℃水浴条件下，分别将La(NO3)3·6H2O和NH4VO3溶解于去离子水中，得到A溶液和B溶液，其中摩尔比La(NO3)3·6H2O:NH4VO3＝1:1；2)将A溶液和B溶液混合，混合过程中滴加质量浓度为20％的氨水，使溶液的pH值为7，将反应得到的LaVO4沉淀过滤清洗，并在120℃下烘干；3)分别将LaVO4、仲钨酸铵、Al2O3和TiO2粉末混合，混合过程中加水搅拌得到浆料，其中LaVO4占1.2wt％，WO3占5wt％，Al2O3占7wt％，TiO2占86.8wt％；4)步骤3)制备的浆料在80℃水浴条件下蒸干，140℃下干燥16h后，在630℃下煅烧2h制得LaVO4-WO3-Al2O3/TiO2催化剂。对催化剂进行活性评价实验，其中烟气条件为：NO＝NH3＝500ppm，O2＝5.0％，SO2＝20ppm，H2O＝10％，N2平衡，GHSV＝60000h-1。结果显示催化剂在420-600℃下脱硝效率高于80％。将新鲜催化剂在600℃下进行长时间高温水热老化实验，其中烟气条件与活性测试条件相同，结果表明催化剂经过48h处理后，脱硝活性只下降了2％。实施例3本实施例中催化剂组分为：LaVO4占1wt％，WO3占7wt％，Al2O3占8wt％，TiO2占84wt％。本实施例中催化剂的制备过程如下：1)在80℃水浴条件下，分别将La(NO3)3·6H2O和NH4VO3溶解于去离子水中，得到A溶液和B溶液，其中摩尔比La(NO3)3·6H2O:NH4VO3＝1:1；2)将A溶液和B溶液混合，混合过程中滴加质量浓度为20％的氨水，使溶液的pH值为7，将反应得到的LaVO4沉淀过滤清洗，并在120℃下烘干；3)分别将LaVO4、仲钨酸铵、Al2O3和TiO2粉末混合，混合过程中加水搅拌得到浆料，其中LaVO4占1wt％，WO3占7wt％，Al2O3占8wt％，TiO2占84wt％；4)步骤3)制备的浆料在80℃水浴条件下蒸干，130℃下干燥18h后，在650℃下煅烧2h制得LaVO4-WO3-Al2O3/TiO2催化剂。对催化剂进行活性评价实验，其中烟气条件为：NO＝NH3＝500ppm，O2＝5.0％，SO2＝20ppm，H2O＝10％，N2平衡，GHSV＝60000h-1。结果显示催化剂在430-630℃下脱硝效率高于80％。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂，其特征在于，该催化剂的活性组分为LaVO4。
【技术特征摘要】
1.一种稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂，其特征在于，该催化剂的活性组分为LaVO4。2.如权利要求1所述的稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂，其特征在于，该催化剂以WO3和Al2O3为助剂，以TiO2为载体。3.如权利要求2所述的稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述的脱硝催化剂各组分含量分别是：活性组分，LaVO4为0-2wt％；助剂，WO3为3-8wt％、Al2O3为5-10wt％；载体，TiO2为80-92wt％。4.如权利要求3所述的稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述的LaVO4的前驱体为La(NO3)3·6H2O和NH4VO3。5.如权利要求2至4任一所述的稀土钒酸盐SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)溶解前驱体：在水浴条件下，分别将La(NO3)3·6H2O和NH4VO3溶解于去离子水中，得到A溶液和B溶液，其中La(NO3)3·6H2O与NH4VO3的摩尔比为1:1；2)活性组分LaVO4的制备：将步骤1)制备的A溶液和B溶液混合，混合过程中加氨水调节溶液的pH直至溶液发生共沉淀...
【专利技术属性】
技术研发人员：林啟维，吴新谦，胡建锋，吴晓东，
申请(专利权)人：龙岩紫荆创新研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35
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