一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，解决了脱硝过程中二氧化硫向三氧化硫转化率高的问题，其技术方案要点是按重量份数计，包括钛白粉70～90％、五氧化二钒1.2～3.4％、三氧化钨2～10％、三氯化钌0.7～2.1％、二氧化硅1～9％和玻璃纤维2％～8％，通过控制五氧化二钒的含量以及添加三氯化钌在保证催化剂的脱硝效率的前提下，有效地降低了二氧化硫向三氧化硫的转化速率。并且，其制备方法也较为简单适合规模化进行生产。

A Nox Removal Catalyst with Low SO2/SO3 Conversion Rate and Its Preparation Method

The invention discloses a denitrification catalyst with low SO2/SO3 conversion rate, which solves the problem of high conversion rate of SO2 to SO3 in denitrification process. The technical scheme points are as follows: according to weight fraction, including titanium dioxide 70-90%, vanadium pentoxide 1.2-3.4%, tungsten trioxide 2-10%, ruthenium trichloride 0.7-2.1%, silicon dioxide 1-9% and glass fiber 2-8%. Through the process of denitrification, Controlling the content of vanadium pentoxide and adding ruthenium trichloride can effectively reduce the conversion rate of sulfur dioxide to sulfur trioxide on the premise of ensuring the denitrification efficiency of the catalyst. Moreover, the preparation method is relatively simple and suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及脱硝催化剂领域，特别涉及一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)为现今世界各国所公认的主要大气污染物，是形成酸雨、破坏臭氧层、形成光化学烟雾、影响生态环境和全球变暖的主要因素之一。目前选择性催化还原(SCR)技术是应用最广泛的脱硝技术。SCR技术的原理是在催化剂的作用下，以NH3为还原剂，将NOx转化成为N2和H2O。但与此同时，催化脱硝反应的过程中，还会促使SO2氧化成为SO3。而SO3和NH3则会发生反应，生成粘性很强的NH4HSO4。从而，一方面NH4HSO4会堵塞催化剂孔道而导致催化剂活性大幅降低，从而影响到催化剂的使用寿命；另一方面NH4HSO4会在空预器冷端沉积，从而导致空预器阻力增加，影响系统运行。因而，研发一种具有低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其能够延缓催化剂活性衰减速率，延长催化剂使用寿命，同时又可以防止产生出NH4HSO4，而在空预器冷端沉积，从而避免了因空预器阻力过大而造成系统运行的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其脱硝具有较高转化率，而对于SO2/SO3的转化率却比较低，并且，专利其制备方法简单，适合规模进行生产。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其特征在于：按重量份数计，包括钛白粉70～90％、五氧化二钒1.2～3.4％、三氧化钨2～10％、三氯化钌0.7～2.1％、二氧化硅1～9％和玻璃纤维2％～8％。通过采用上述技术方案，五氧化二钒为催化剂中主要的活性物质，其能够催化NOx向N2转化的速率。与此同时，其也会催化SO2向SO3发生转化。为此，需要对五氧化二钒占总催化剂的百分数进行控制，而此处控制在1.2～6％，优选为3.4％的时候，五氧化二钒对于催化NOx向N2转化以及催化SO2向SO3发生转化的速率，综合考虑是最佳的。另外，三氧化钨能够有助增强活性和热稳定性，并且三氧化钨较强的酸性有助于使得V2O5/TiO2脱硝催化剂的抗毒性明显增强。再者，加入三氯化钌后，其能够以TiO2为载体。并且此处，正是因为以TiO2为载体的情况下，所以才进一步增强了钌元素的活性。其在催化剂中有助于催化二氧化硫和三氧化硫发生还原反应，进而与五氧化二钒刚好能够起到相反的催化作用，从而也就减少了二氧化硫向三氧化硫的转化率。而且，此处的三氯化钌还能够促使硫酸氢铵发生分解，形成氨气和三氧化硫，这样也就减少了硫酸氢铵的生成量，硫酸氢铵堵塞催化剂孔道而导致催化剂活性大幅降低的概率。优选为，还包括0.8～1.2份碘化盐和0.6～1.2份贝壳粉。通过采用上述技术方案，碘化盐能够与三氧化钨发生协同作用，可进一步提高V2O5/TiO2脱硝催化剂的热稳定性。而贝壳粉中的主要成份为碳酸钙，其一方面在煅烧的过程中加快催化剂成型，从而降低了催化剂在煅烧过程中出现裂痕。其次，其与玻璃纤维协同配合下，能够有效地增强催化剂的结构强度。优选为，所述碘化盐为碘化钾。通过采用上述技术方案，碘化钾中钾离子能够在催化剂生产过程中能够与胶粘剂等上的羟基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，阻碍了胶粘剂分子链及相应自由基的运动，因而使胶粘剂在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒。从而，在煅烧过程中的初期能够保证胶粘剂对其他物质的胶粘剂作用，从而进一步降低了催化剂在煅烧过程中发生开裂。优选为，所述贝壳粉由经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶液处理后的贝壳制成。通过采用上述技术方案，经过酶解后的贝壳粉，能够使贝壳中的碳酸钙充分地裸露出来。酶解后的贝壳还会产生甲壳素，其既是一种抗菌剂又是一种粘结剂，从而一方面能够使泥料在陈腐过程中避免滋生霉菌，而影响最终催化剂的质量。另一方面能够也能够提高胚体的粘结强度，从而进一步降低了煅烧过程中发生开裂的问题。优选为，所述二氧化硅为粒径是1～10μm的粉末。通过采用上述技术方案，这样一方面能够有助于二氧化硅充分地分布于物料中，另一方面将二氧化硅细化至1～10μm，这样能够减少二氧化硅与其他物料之间的间隙，从而在提高催化剂强度的同时，避免生产及使用过程中烟气流进二氧化硅与其他物料之间的间隙，而导致对催化剂造成气蚀。一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将钛白粉、仲钨酸铵或偏钨酸铵、二氧化硅粉末和硬脂酸加入到混炼机中，进行干混5min；步骤二、加入三氯化钌活性液，搅拌10min；步骤三、加入适量的去离子水和氨水搅拌至泥料含水率28％～32％，Ph值为7.5～8.5；步骤四、加入玻璃纤维和偏钒酸铵活性液并搅拌至泥料含水率28％～31％；步骤五、均匀加入5～60g羧甲基纤维素、10～300g助挤剂和其他助剂，搅拌至泥料含水率27～29％；步骤六、将混炼完成的泥料装入袋中并扎紧袋口，静置4h以上，进行陈腐操作；步骤七、将陈腐后的泥料加入挤出成型机中，挤出成型制备成蜂窝催化剂胚体，并将胚体放入内置海绵的纸箱中；步骤八、将胚体连同纸箱一起放入到温度30～60℃的环境中进行干燥，时间持续3～5天；步骤九、将干燥后的胚体置于200～300℃温度下煅烧3～6h，之后取出自然冷却后再置于500℃温度下煅烧3～6h。通过采用上述技术方案，将仲钨酸铵或偏钨酸铵和偏钒酸铵分别作为三氧化钨和五氧化二钒的前驱体加入到钛白粉中，这样有助于它们充分地分散于催化剂中。而硬脂酸能够对各物料起到润滑的作用，从而有利于进一步使物料充分分散开来。再者，添加的羧甲基纤维素在煅烧的过程中能够氧化成二氧化碳，从而使得催化剂上出现特定的孔隙。而且，分温度进行煅烧，这样能够避免胚体还未完全固化的情况下，温度瞬间过高而导致胚体开裂。另外，如果温度过高，羧甲基纤维素就会氧化较快，从而使得孔隙分布不均，最终影响催化剂的结构强度和催化能力。优选为，所述偏钒酸铵活性液中偏钒酸铵固体和草酸添加的质量比为1∶1～3。通过采用上述技术方案，将偏钒酸铵和草酸制成活性液，一方面有助于提高其流动性，使得偏钒酸铵能够充分地分散于钛白粉中，另一方面草酸具有酸性和还原性均比较强，其能够促使最终催化剂表面的低价钒物种和化学吸附氧的比例增大，还原温度降低，酸性位点更多，NH3吸附性能更好，因而有利于提高脱硝的活性。优选为，所述三氯化钌活性液中三氯化钌和去离子水的质量比为0.007～0.021∶1。通过采用上述技术方案，利用去离子水作为溶剂与三氯化钌制成活性液，这样三氯化疗能够充分地溶解于水中，从便于在物料中进行分散。优选为，步骤九中在煅烧前，先将胚体用石棉进行包覆。通过采用上述技术方案，利用石棉包覆胚体然后再进行煅烧，这样能够有助于保证胚体整体受热均匀，从而能够避免胚体局部温差过大而发生开裂、破碎的问题。优选为，所述助挤剂为分子量≥300万的聚氧化乙烯。通过采用上述技术方案，选用分子量≥300万的聚氧化乙烯作为助挤剂，这样有助于保证胚料被挤出过程中的连贯性，从而能够降低胚料因为撕拉而造成开裂。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、控制五氧化二钒在催化剂总量中的百分数，这样能够使得催化NOx向N2转化以及催化SO2向SO3发生转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其特征在于：按重量份数计，包括

【技术特征摘要】
1.一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其特征在于：按重量份数计，包括2.根据权利要求1所述的一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其特征在于：还包括0.8～1.2％碘化盐和0.6～1.2％贝壳粉。3.根据权利要求1所述的一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其特征在于：所述碘化盐为碘化钾。4.根据权利要求1所述的一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其特征在于：所述贝壳粉由经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的混合酶液处理后的贝壳制成。5.根据权利要求1所述的一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂，其特征在于：所述二氧化硅为粒径是1～10μm的粉末。6.如权利要求1至5中任意一项权利要求所述的一种低SO2/SO3转化率的脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将钛白粉、仲钨酸铵或偏钨酸铵、二氧化硅粉末和硬脂酸加入到混炼机中，进行干混5min；步骤二、加入三氯化钌活性液，搅拌10min；步骤三、加入适量的去离子水和氨水搅拌至泥料含水率28％～32％，Ph值为7.5～8.5；步骤四、加入玻璃纤维和偏钒酸铵活性液并搅拌至泥料含水率28％～31％；步骤五、均匀加入羧甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，蔡学军，李浙飞，詹晓丹，王阔，蔡永涛，顾一凡，
申请(专利权)人：浙江德创环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33