用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，其步骤是：将Mn、Eu和Fe的无机盐分别配成摩尔浓度为0.5‑1mol/L的溶液，混合使其摩尔比Mn

【技术实现步骤摘要】
用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法
本专利技术属于环境保护技术和环境催化领域，尤其涉及一种用于燃气锅炉尾气的低温、抗水性较好的SCR催化剂的制备方法。
技术介绍
我国的能源结构以燃煤为主，随着我国经济的发展和能源消耗的攀升，大气污染问题变得越来越严重，尤其是2012年冬季以来各地出现并愈发严峻的雾霾天气。2013年9月，国务院印发的《大气污染防治行动计划》中明确提出了“优化天然气使用方式，新增天然气应优先保障居民生活或用于替代燃煤”。由此，我国各个省份逐步加速推进“煤改气”工程，预计2020年全国天然气消费量将超过2500×108m3，2030年将达到4000×108m3以上。和燃煤相比，天然气燃烧后尾气中氮氧化物含量较低，但是当尾气排放总量较大时，NOx的排放量也不容小觑。NOx作为大气污染物质，不仅对人体健康有害，而且还会引发酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏、温室效应等环境问题。NH3-SCR技术是应用最广泛的烟气脱硝技术，目前商业化使用的V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂在300～450℃的温度范围内具有较高的活性，但是该催化剂活性低温活性不高、钒物种具有毒性且其活性会受烟气中水蒸气的影响。燃气锅炉尾气成分及含量较燃煤锅炉有较大区别，其尾气中水蒸气含量较高，而尾气中的水蒸气会对脱硝催化剂的活性产生抑制作用，且燃气锅炉尾气温度通常较低，因此，用于去除燃气锅炉尾气氮氧化物的SCR催化剂必须具备优异的低温活性及耐水性。加之“煤改气”工程在我国的逐步推行，寻找用于去除燃气锅炉尾气氮氧化物的低温抗水SCR催化剂将具有重要的实际和经济意义。专利
技术实现思路
针对上述燃气锅炉排放尾气的特点，本专利技术提供一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，是一种新型的金属氧化物催化剂，该催化剂低温催化活性高、抗水性强且价格低廉，尤其是对于燃气锅炉排放氮氧化物的处理具有重要的实际和经济意义。为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将Mn、Eu和Fe的无机盐分别按一定比例溶解于水中，配成摩尔浓度为0.5-1mol/L的溶液A、溶液B和溶液C，然后将溶液A、溶液B和溶液C混合为溶液D，溶液D中，摩尔比Mn2+:Eu3+:Fe3+＝1:0.1:(0.25-2)；将氨水溶液配成摩尔浓度为0.5-0.7mol/L的溶液E；步骤二、将溶液E逐滴滴入盛有溶液D的容器中，同时剧烈搅拌，通过调节溶液E的滴加速率来控制混合液的pH值，使其滴定终点pH值为9-10，继续搅拌30-40min，然后静置3-6h，过滤得到滤饼；步骤三、将滤饼用蒸馏水洗涤3-5次，至洗涤液为中性，干燥后得到SCR催化剂的前驱体；步骤四、将上述催化剂的前驱体置于马弗炉中，于500-550℃的空气气氛下，焙烧4-5h，即得到用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂。本专利技术中，所述Mn、Eu和Fe的无机盐均为相应的硝酸盐、氯化盐和乙酸盐中的一种。步骤三中的干燥过程的条件为110-120℃下干燥10-12h。将本专利技术所制备的用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂在反应温度为50-250℃，以氨气为还原剂，500ppmNO，500ppmNH3，5％O2，N2作平衡气，控制气体总流量在900mL/min、空速为75000h-1的条件下进行固定床反应。抗水性测试温度为250℃、230℃及200℃，体积分数为15％H2O。待每个温度点稳定后测定反应炉进口和出口处气体中NO的浓度，并按(反应炉进口NO浓度-反应炉出口NO浓度)/(反应炉进口NO浓度)×100％计算转化率。本专利技术制备得到的低温抗水SCR催化剂在100～250℃条件下，其NO去除率可达62～99％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用常见及经济的无机盐和碱制备出低温抗水SCR催化剂；(2)该催化剂去除NOx的效率较高，且操作温度范围可在50-250℃；(3)该催化剂对水蒸气有较好的抵抗作用，在低温并且有水蒸气存在的条件下，对NOx的净化效果良好。附图说明图1为对比例1及本专利技术实施例1-4催化剂SCR活性测试结果图；图2为对比例1及本专利技术实施例1-4催化剂抗水性测试结果图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。实施例1、一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将乙酸锰、氯化铕和硝酸铁分别按一定比例溶解于水中，分别配成摩尔浓度为0.9mol/L、0.6mol/L和0.5mol/L的溶液A、溶液B和溶液C，然后将溶液A、溶液B和溶液C混合为溶液D，溶液D中，摩尔比Mn2+:Eu3+:Fe3+＝1:0.1:2；将氨水溶液配成摩尔浓度为0.6mol/L的溶液E。(2)将溶液E逐滴滴入盛有混合溶液D的烧杯中，同时剧烈搅拌，通过调节溶液E的滴加速率来控制混合液pH，使其滴定终点pH为10，继续搅拌30min，然后静置3h，过滤得到滤饼。(3)将滤饼用蒸馏水洗涤5次，至洗涤液为中性，120℃干燥11h后即得到SCR催化剂的前驱体；(4)将上述催化剂的前驱体置于马弗炉中，于500℃及空气气氛下，焙烧5h，即得到用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂。实施例1制备得到的低温抗水SCR催化剂粒径为20～40目(450～900μm)，其SCR活性测试结果如图1所示，在100～250℃下，其NO去除率为90％～98％，抗水性能如图2所示。实施例2、一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将硝酸锰、硝酸铕和硝酸铁分别按一定比例溶解于水中，分别配成摩尔浓度为0.5mol/L、0.7mol/L和0.9mol/L的溶液A、溶液B和溶液C，然后将溶液A、溶液B和溶液C混合为溶液D，溶液D中，摩尔比Mn2+:Eu3+:Fe3+＝1:0.1:1；将氨水溶液配成摩尔浓度为0.5mol/L的溶液E。(2)将溶液E逐滴滴入盛有混合溶液D的烧杯中，同时剧烈搅拌，通过调节溶液E的滴加速率来控制混合液pH，使其滴定终点pH为9，继续搅拌40min，然后静置5h，过滤。(3)滤饼用蒸馏水洗涤3次，至洗涤液为中性，110℃干燥12h后即得到SCR催化剂的前驱体；(4)将上述催化剂的前驱体置于马弗炉中，于500℃及空气气氛下，焙烧4h，即得到用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂。实施例2制备得到的低温抗水SCR催化剂粒径为20～40目(450～900μm)，其SCR活性测试结果如图1所示，在100～250℃下，其NO去除率为94％～99％，抗水性能如图2所示。实施例3、一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将氯化锰、乙酸铕和乙酸铁分别按一定比例溶解于水中，分别配成摩尔浓度为0.7mol/L、0.8mol/L和0.6mol/L的溶液A、溶液B和溶液C，然后将溶液A、溶液B和溶液C混合为溶液D，溶液D中，摩尔比Mn2+:Eu3+:Fe3+＝1:0.1:0.5；将氨水溶液配成摩尔浓度为0.7mol/L的溶液E。(2)将溶液E逐滴滴入盛有混合溶液D的烧杯中，同时剧烈搅拌，通过调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将Mn、Eu和Fe的无机盐分别按一定比例溶解于水中，配成摩尔浓度为0.5‑1mol/L的溶液A、溶液B和溶液C，然后将溶液A、溶液B和溶液C混合为溶液D，溶液D中，摩尔比Mn2+:Eu3+:Fe3+＝1:0.1:(0.25‑2)；将氨水溶液配成摩尔浓度为0.5‑0.7mol/L的溶液E；步骤二、将溶液E逐滴滴入盛有溶液D的容器中，同时剧烈搅拌，通过调节溶液E的滴加速率来控制混合液的pH值，使其滴定终点pH值为9‑10，继续搅拌30‑40min，然后静置3‑6h，过滤得到滤饼；步骤三、将滤饼用蒸馏水洗涤3‑5次，至洗涤液为中性，干燥后得到SCR催化剂的前驱体；步骤四、将上述SCR催化剂的前驱体置于马弗炉中，于500‑550℃的空气气氛下，焙烧4‑5h，即得到用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气锅炉尾气的低温抗水SCR催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将Mn、Eu和Fe的无机盐分别按一定比例溶解于水中，配成摩尔浓度为0.5-1mol/L的溶液A、溶液B和溶液C，然后将溶液A、溶液B和溶液C混合为溶液D，溶液D中，摩尔比Mn2+:Eu3+:Fe3+＝1:0.1:(0.25-2)；将氨水溶液配成摩尔浓度为0.5-0.7mol/L的溶液E；步骤二、将溶液E逐滴滴入盛有溶液D的容器中，同时剧烈搅拌，通过调节溶液E的滴加速率来控制混合液的pH值，使其滴定终点pH值为9-10，继续搅拌30-40min，然后静置3-6h，过滤得到滤饼；步骤三、将滤饼用蒸馏水洗涤3-5次，至洗涤液为中性，干燥后得到SCR催化剂的前驱体；步骤四、将上述SCR催化剂的前驱体置于马...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆岭，赵培培，郭铭玉，宋春风，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12