一种改性低钒SCR脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及催化剂制备技术领域，具体公开一种改性低钒SCR脱硝催化剂及其制备方法。所述催化剂中V2O5含量为0.2‑0.5wt％，Cu元素含量为0.32‑2.13wt％。本发明专利技术提供的催化剂在370℃的脱硝效率达到92％以上，相对与基础催化剂脱硝效率提高12％，与蜂窝式催化剂V2O5含量为0.8wt％或平板催化剂V2O5含量为1wt％的催化剂的各项性能指标相当，同时降低了V2O5的含量，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种改性低钒SCR脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及催化剂制备
，尤其涉及一种改性低钒SCR脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
大力发展燃煤脱硝技术是整治环境污染、改善空气质量的重要举措。按照GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的规定，自2014年7月1日起火力发电锅炉对于氮氧化物(NOx)的排放将全面执行低于100mg/m3的新标准。2014年11月23日，《煤电节能减排升级与改造行动计划》对燃煤机组提出新要求：NO排放量要小于50mg/m3。目前火电机组NOx排放标准达到50mg/m3以下的方可享受超低排放电价补贴。为了实现NOx超低排放，我国的火电厂对现在SCR脱硝催化剂进行升级改造。现有钛钒钨系SCR催化剂中重金属钒属于剧毒，对环境和人身均有不同程度的危害，且钒系催化剂的成本高，但是低钒的SCR催化剂的脱硝效率低，因此开发一种低成本、低钒、脱硝效率高的催化剂具有重要意义。
技术实现思路
针对现有低钒SCR催化剂的催化效率低的问题，本专利技术提供一种改性低钒SCR脱硝催化剂。以及，一种改性低钒SCR脱硝催化剂的制备方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：一种改性低钒SCR脱硝催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.5wt％，Cu元素含量为0.32-2.13wt％。一种改性低钒SCR脱硝催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.5wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。一种改性低钒SCR脱硝催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.5wt％，Cu元素含量为0.32-2.13wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。相对于现有技术，本专利技术提供的改性低钒SCR脱硝催化剂，具有以下优势：(1)本专利技术提供的改性低钒SCR脱硝催化剂，以铜元素或硫元素改性SCR脱硝催化剂，铜元素代替部分V2O5，与活性成分V2O5在还原剂NH3下一起吸附烟气中的NOx，将有毒的氮氧化物选择性转化成氮气和水；硫酸根离子提高低钒SCR脱硝催化剂的表面酸性，增加了单位时间内吸附的还原剂NH3的量。(2)本专利技术提供的低钒SCR脱硝催化剂，在370℃的脱硝效率达到92％以上，相对于基础催化剂脱硝效率提高12％，与常规V2O5含量(蜂窝式催化剂V2O5含量为0.8wt％，平板催化剂V2O5含量为1wt％)的催化剂的各项性能指标相当，同时降低了V2O5的含量，降低了成本。具体的，优选的，以蜂窝式催化剂为基础催化剂，所述催化剂的中V2O5含量为0.2-0.25wt％，Cu元素含量为0.32-1.61wt％。优选的，以平板式催化剂为基础催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.4-0.5wt％，Cu元素含量0.32-2.13wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。优选的，以蜂窝式催化剂为基础催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.25wt％，Cu元素含量为0.32-0.80wt％。优选的，以平板式催化剂为基础催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.4-0.5wt％，Cu元素含量0.32-0.80wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。优选的，所述催化剂中Cu元素以氧化铜或铜盐的形式存在。优选的，所述催化剂中S元素以硫酸盐的形式存在。硫酸盐提高SCR脱硝催化剂的表面酸性，增加了单位时间内吸附的还原剂NH3的量。进一步地，本专利技术还提供上述的改性低钒SCR脱硝催化剂的制备方法，至少包括以下步骤：步骤a、将基础催化剂浸渍于含有Cu元素和/或S元素改性剂中；步骤b、将浸渍后的基础催化剂进行热处理，得到低钒SCR脱硝催化剂。相对于现有技术，本专利技术提供的改性低钒SCR脱硝催化剂的制备方法，热处理使浸渍液与基础催化剂成分之间形成键合，否则浸渍液只是表面物理吸附，易脱落，且制备方法简单，过程容易控制，适用于大规模生产。具体的，优选的，所述含有Cu元素的改性剂为CuSO4·5H2O溶液或Cu(NO3)2·3H2O溶液，所述含有S元素的改性剂为CuSO4·5H2O溶液或(NH4)2SO4溶液。优选的，所述CuSO4·5H2O溶液的质量浓度为2-10％。优选的，所述Cu(NO3)2·3H2O溶液的质量浓度为8-10％。优选的，所述(NH4)2SO4溶液的质量浓度为7-9％。优选的，所述热处理条件为：温度为125-500℃，时间为4-10h。选择125-500℃的热处理温度，将部分Cu2+生成CuO，代替V2O5，剩余的铜元素以铜盐的形式存在，提高SCR脱硝催化剂的表面酸性，增加了单位时间内吸附的还原剂NH3的量，从而提高催化效率。优选的，当基础催化剂为平板式催化剂时，将浸渍后的基础催化剂红外线干燥后进行热处理，热处理条件为：温度为590-610℃，时间为8-10h。优选的，所述浸渍时间为8-12min。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1～6本专利技术低钒SCR脱硝催化剂的制备实施例1-6提供的低钒SCR脱硝催化剂以平板式钒钼钛系催化剂为基础催化剂，具体制备方法如表1所示。其中以钒含量为0.4wt％的平板式钒钼钛系催化剂为基础催化剂和空白样品，且各基础催化剂的制备方法一致，其他组分含量一致。表1制备方法实验例1将实施例1-6制备的低钒SCR脱硝催化剂进行XRF成分分析，具体分析结果如下表2所示。表2XRF成分分析结果SO3/％CuO/％Fe2O3/％MoO3/％实施例11.2281.7990.3492.422实施例21.9641.830.4022.567实施例33.3342.3110.3292.477实施例42.1382.6720.4212.419实施例54.028/0.3722.528实施例63.686/0.3252.421从表2中可以看出，本专利技术制备的低钒SCR脱硝催化剂中含有硫元素、铜元素，且催化剂中Cu元素含量为1.51-2.24wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。试验例2将实施例1-6制备的低钒SCR脱硝催化剂进行比表面积分析，具体分析结果如下表3所示。表3比表面积分析结果比表面积空白样品80.25m2/g实施例175.00m2/g实施例249.58m2/g实施例376.25m2/g实施例457.96m2/g实施例563.74m2/g实施例653.78m2/g从表3中可以看出，相对于空白样品或基础催化剂，经过热处理得到的低钒SCR脱硝催化剂的比表面积减小。同时热处理温度越高，低钒SCR脱硝催化剂的比表面积更小，可能是由于热处理温度太高，将催化剂表面的小孔烧成大孔。试验例3将实施例1-6制备的低钒SCR脱硝催化剂与空白样品裁成五片宽30mm、长490mm的长方形板，放入反应器模具中，连接好管路，通入模拟烟气，典型烟气工况：温度370℃，0.409L/minNO，6％O2，0.409L/minNH3，N2平衡器，空速7680h-1，总流量保持44L/min，待管式炉升温至370℃，活化2.5h，打开脱硝测试仪进行测试，在实验中，入口氮氧化物含量保持在200ppm，所有测试数据均在氮氧化物浓度保持恒定之后进行记录，即吸附达到平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性低钒SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂中V2O5含量为0.2‑0.5wt％，Cu元素含量为0.32‑2.13wt％；或所述催化剂中V2O5含量为0.2‑0.5wt％，S元素含量为0.49‑1.61wt％；或所述催化剂中V2O5含量为0.2‑0.5wt％，Cu元素含量为0.32‑2.13wt％，S元素含量为0.49‑1.61wt％。

【技术特征摘要】
1.一种改性低钒SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.5wt％，Cu元素含量为0.32-2.13wt％；或所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.5wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％；或所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.5wt％，Cu元素含量为0.32-2.13wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。2.如权利要求1所述的改性低钒SCR脱硝催化剂，其特征在于：以蜂窝式催化剂为基础催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.25wt％，Cu元素含量为0.32-1.61wt％；或以平板式催化剂为基础催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.4-0.5wt％，Cu元素含量0.32-2.13wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。3.如权利要求2所述的改性低钒SCR脱硝催化剂，其特征在于：以蜂窝式催化剂为基础催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.2-0.25wt％，Cu元素含量为0.32-0.80wt％；或以平板式催化剂为基础催化剂，所述催化剂中V2O5含量为0.4-0.5wt％，Cu元素含量0.32-0.80wt％，S元素含量为0.49-1.61wt％。4.如权利要求1-3任一项所述的改性低钒SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂中Cu元素以氧化铜或铜盐的形式存在；和/或所述催化剂中S元素以...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫士净，崔利锋，墨文涛，封启超，张旭，
申请(专利权)人：天河保定环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13