一种平板式脱硝催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将环糊精或杯芳烃溶于有机溶剂，完全溶解后加入TiO2，加热回流0.5～5h，过滤，烘干；(2)将步骤(1)中烘干后的TiO2置于乙醇和氨水的混合溶液中，超声分散0.5～2h，随后逐滴加入正硅酸四乙酯或正丁氧基锆，超声分散0.5～5h，过滤，烘干，经200～350℃煅烧0.5～5h，350～600℃煅烧1～5h后得改性TiO2载体；(3)将改性TiO2载体、偏钒酸铵、七钼酸铵、助剂前驱体、成型助剂、粘结剂和水混合均匀，形成膏料，经挤出、涂覆、烘干、煅烧后制得平板式脱硝催化剂。本发明专利技术的催化剂活性温度窗口宽，N2选择性高，耐磨强度等机械性能好，并且，本发明专利技术的催化剂再生过程中V2O5流失率低。

【技术实现步骤摘要】
一种平板式脱硝催化剂的制备方法
本专利技术涉及脱硝催化剂的制备方法，特别涉及一种平板式脱硝催化剂的制备方法。
技术介绍
选择性催化剂还原(SCR)技术已在我国燃煤电厂脱硝工程中广泛应用。脱硝催化剂是SCR技术的核心，主要构成是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，按形式不同可分为平板式、蜂窝式和波纹板式三种。工业SCR脱硝催化剂一般在300～400℃温度区间内可以达到较好的脱硝效果。然而在实际工况中，燃煤电厂的负荷常处于变化状态，导致烟气温度的不断波动。例如，在燃煤电厂低负荷运行时，烟气温度会低于300℃；而在某些异常工况下，烟气温度会达到450℃以上。而现有的脱硝催化剂的活性温度窗口不够宽，不能满足燃煤电厂污染物的排放指标要求。专利技术专利CN104001497A公开了一种宽温度窗口脱硝催化剂及其制备方法和应用。催化剂载体由粒径20～40nm的CeO2和ZrO2混合构成，活性组分为V2O5、V3O5、VO2或V2O3中的一种或两种以上组成的混合物。催化剂由共沉淀和浸渍法联合制备得到，在250～450℃的烟气中具有较好的脱硝效果。专利技术专利CN106881148A公开了一种蜂窝式宽温度脱硝催化剂及其制备方法。催化剂包括改进Cu-Fe-Ce/Ti-ZSM-5粉和金属氧化物助剂。制备时采用先制备活性粉体，后加氨水等助成型组分进行混合和挤出成型。专利技术专利CN108273494A公开了一种用于宽温度窗口的脱硝催化剂及其制备方法。在催化剂制备中加入纳米氧化锆作为部分载体，提高催化剂的抗热性。然而，目前平板式宽温脱硝催化剂的制备技术报道较少，并且存在活性温度窗口较窄，高温N2选择性较低等问题，工业适用性不足。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的是提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，该催化剂活性温度窗口宽，耐磨强度等机械性能好，再生过程中V2O5流失率低。技术方案：本专利技术提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将环糊精或杯芳烃溶于有机溶剂，完全溶解后加入TiO2，加热回流0.5～5h，过滤，烘干；(2)将步骤(1)中烘干后的TiO2置于乙醇和氨水的混合溶液中，超声分散0.5～2h，再逐滴加入正硅酸四乙酯或正丁氧基锆，超声分散0.5～5h，过滤，烘干，经200～350℃煅烧0.5～5h，350～600℃煅烧1～5h后得改性TiO2载体；(3)将改性TiO2载体、偏钒酸铵、七钼酸铵、助剂前驱体、成型助剂、粘结剂和水混合均匀，形成膏料，经挤出、涂覆、烘干、煅烧后制得平板式脱硝催化剂。进一步地、所述步骤(3)中膏料成分的质量分数配比为：改性TiO2载体为60～80％，偏钒酸铵为0.5～10％、七钼酸铵为1～8％、助剂前驱体为1～10％、成型助剂为1～3％、粘结剂为1～5％，其余为水。进一步地、所述步骤(2)中改性TiO2载体中的SiO2或ZrO2的质量分数为5～20％。进一步地、所述步骤(1)中的环糊精为α-环糊精或β-环糊精。进一步地、所述步骤(1)中的杯芳烃为对叔丁基杯[4]芳烃、对叔丁基杯[6]芳烃或对叔丁基杯[8]芳烃中的一种。进一步地、所述步骤(1)中有机溶剂为甲苯、环己烷、二氯甲烷、氘代氯仿、乙腈或N，N-二甲基甲酰胺中的一种。进一步地、所述步骤(3)中的助剂前驱体为硝酸镧、硝酸钇、硝酸钕、醋酸锑或硝酸镨中的一种或几种的组合。进一步地、所述步骤(3)中的成型助剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素或羟丙基纤维素中的一种或几种。进一步地、所述步骤(3)中的粘结剂为玻璃纤维。进一步地、所述步骤(2)中加入有机金属化合物后，超声分散0.5～5h，过滤，烘干，重复1～3次。上述技术方案中涉及的原理阐述如下：1、采用环糊精或杯芳烃作为模板剂，并将有机金属化学物嵌入其特殊的疏水性空穴结构中，形成主-客复合物，经干燥、煅烧后，在载体TiO2形成均匀的金属氧化物网状膜，并可通过调整模板剂的使用，来得到不同“网孔”大小的金属氧化物网状膜，以适应不同的催化剂需求，操作简单，具有较强的适用性；2、采用本专利技术技术得到的表面覆盖金属氧化物网状膜的TiO2，金属氧化物-TiO2作用力强，可以在改进TiO2载体孔结构的同时，提升TiO2的热稳定性；3、采用本专利技术技术得到的表面覆盖金属氧化物网状膜的TiO2，改善了TiO2与平板式脱硝催化剂基材不锈钢钢网之间的结合，增强了催化剂的耐磨强度、黏附强度等机械性能；4、采用本专利技术技术得到的表面覆盖金属氧化物网状膜的TiO2，具有空间限域功能，可以将活性组分V2O5限制在网状膜的“网孔”之中，可以有效抑制V2O5在高温下的聚集、结晶，使脱硝催化剂在高温下具有较高的脱硝效率和N2选择性，扩展其活性温度窗口；5、采用本专利技术技术，可以通过调节步骤(2)中的处理工艺，来调整金属氧化物网状膜的厚度、“网孔”大小，从而调控V2O5的尺寸结构，以适应不同的工况需求；6、采用专利技术技术，催化剂活性组分V2O5嵌在网状膜的“网孔”之中，形成包裹结构，活性组分-网状膜-载体之间的作用力强，可以减少催化剂再生过程中V2O5的流失。有益效果：本专利技术可以在高温下具有较高的脱硝效率和N2选择性，扩展活性温度窗口，在400℃以上的高温段，也具有优良的脱硝活性；可以减少催化剂再生过程中V2O5的流失；可以适应不同的催化剂需求，操作简单，具有较强的适用性；可以通过调节步骤(2)的处理工艺，以满足不同的工况需求。附图说明图1为不同催化剂的脱硝效率图。具体实施方式对比例1采用机械混合法制备TiO2-SiO2载体。称取TiO2和SiO2粉末，采用机械混合的方式混匀。其中，TiO2和SiO2的质量分数分别为90％和10％。随后，将TiO2-SiO2混合载体、偏钒酸铵、七钼酸铵、醋酸锑、成型助剂、粘结剂、水混合均匀，形成膏料，经挤出、涂覆、烘干、煅烧后制得平板式脱硝催化剂。TiO2-SiO2混合载体中SiO2的质量分数为10％，膏料中，TiO2-SiO2混合载体的质量分数为60％，偏钒酸铵的质量分数为4％、七钼酸铵的质量分数为5％、助剂前驱体的质量分数为3％、醋酸锑的质量分数为2％、粘结剂的质量分数为3％，其余为水。对比例2采用浸渍法制备TiO2-SiO2载体。称取TEOS，溶于无水乙醇中，随后，向溶液中加入TiO2，加热，回流4h，然后蒸干，在550℃焙烧4h，得TiO2-SiO2载体。随后，将TiO2-SiO2载体、偏钒酸铵、七钼酸铵、醋酸锑、成型助剂、粘结剂混合均匀，形成膏料，经挤出、涂覆、烘干、煅烧后制得平板式脱硝催化剂。TiO2-SiO2混合载体中SiO2的质量分数为10％，膏料中，TiO2-SiO2混合载体的质量分数为60％，偏钒酸铵的质量分数为3％、七钼酸铵的质量分数为5％、助剂前驱体的质量分数为5％、醋酸锑的质量分数为2％、粘结剂的质量分数为3％，其余为水。对比例3采用溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2载体。将钛酸四丁酯、TEOS、乙酰丙酮混合均匀，在不断搅拌下，缓缓加入正丁醇和P123，继续搅拌2h，随后逐滴加入HNO3溶液，继续搅拌6h，形成透明溶胶。随后，将溶胶置于70℃烘箱中，陈化12h，再经550℃焙烧4h，得TiO2-SiO2载体。随后，将改性TiO2-SiO2混合载体、偏钒酸铵、七钼酸铵、醋酸锑、成型助剂、粘结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将环糊精或杯芳烃溶于有机溶剂，完全溶解后加入TiO2，加热回流0.5～5h，过滤，烘干；(2)将步骤(1)中烘干后的TiO2置于乙醇和氨水的混合溶液中，超声分散0.5～2h，再逐滴加入正硅酸四乙酯或正丁氧基锆，超声分散0.5～5h，过滤，烘干，经200～350℃煅烧0.5～5h，350～600℃煅烧1～5h后得改性TiO2载体；(3)将改性TiO2载体、偏钒酸铵、七钼酸铵、助剂前驱体、成型助剂、粘结剂和水混合均匀，形成膏料，经挤出、涂覆、烘干、煅烧后制得平板式脱硝催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将环糊精或杯芳烃溶于有机溶剂，完全溶解后加入TiO2，加热回流0.5～5h，过滤，烘干；(2)将步骤(1)中烘干后的TiO2置于乙醇和氨水的混合溶液中，超声分散0.5～2h，再逐滴加入正硅酸四乙酯或正丁氧基锆，超声分散0.5～5h，过滤，烘干，经200～350℃煅烧0.5～5h，350～600℃煅烧1～5h后得改性TiO2载体；(3)将改性TiO2载体、偏钒酸铵、七钼酸铵、助剂前驱体、成型助剂、粘结剂和水混合均匀，形成膏料，经挤出、涂覆、烘干、煅烧后制得平板式脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中膏料成分的质量分数配比为：改性TiO2载体为60～80％，偏钒酸铵为0.5～10％、七钼酸铵为1～8％、助剂前驱体为1～10％、成型助剂为1～3％、粘结剂为1～5％，其余为水。3.根据权利要求1所述的平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中改性TiO2载体中的SiO2或ZrO2的质量分数为5～20％。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄力，王虎，常峥峰，纵宇浩，于洋，
申请(专利权)人：大唐南京环保科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32