一种锅炉烟气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锅炉烟气脱硝催化剂及其制备方法，包括如下质量比成份：70～80份去离子水、5～10份柠檬酸、10～15份硝酸盐、20～40份玻璃纤维、1～3份木棉、100～150份二氧化钛、6～12份金属氧化物活性剂、5～15份结构助剂、50～80复合助剂、2～8份层柱粘土、3～7份油酸、15～25份氨水、10～18份分子筛、1～3份扩孔剂和50～60份氧化剂溶液；本发明专利技术通过二氧化钛、复合助剂、油酸、层柱黏土配合锰酸镧、玻璃纤维和木棉构筑催化剂载体，提高其负载性，机械强度更高，且锰酸镧为催化剂载体提供了纳米微粒，形成凹凸不平的原子平台，增加可还原脱硝的接触面。

A catalyst for denitration of boiler flue gas and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉烟气脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及烟气净化领域，尤其涉及一种锅炉烟气脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物，主要包括NO、NO2、N2O等，可以引起酸雨、光化学烟雾、温室效应及臭氧层的破坏。自然界中的NOx63％来自工业污染和交通污染，是自然发生源的2倍，其中电力工业和汽车尾气的排放各占40％，其他工业污染源占20％。在通常的燃烧温度下，燃烧过程产生的NOx中90％以上是NO，NO2占5％～10％，另有极少量的N2O。NO排到大气中很快被氧化成NO2，引起呼吸道疾病，对人类健康造成危害。锅炉蒸汽生产中产生的NOx主要是燃料在燃烧过程中产生的，现有技术中，通常采用氨气选择性催化还原法，这就需要用到催化剂，现有的催化剂通常只以TiO2为基材，机械强度差，易粉化，使用寿命短，且现有的催化剂一般只采用V2O5为活性成分，容易氧化，造成活性降低，脱硝效果差，因此，本专利技术提出一种锅炉烟气脱硝催化剂及其制备方法，以解决现有技术中的不足之处。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种锅炉烟气脱硝催化剂及其制备方法，通过二氧化钛、复合助剂、油酸、层柱黏土配合锰酸镧、玻璃纤维和木棉构筑催化剂载体，提高其负载性，机械强度更高，并辅以氧化剂溶液的浸泡，提高了催化剂载体的活性，且锰酸镧为催化剂载体提供了纳米微粒，形成凹凸不平的原子平台，增加可还原脱硝的接触面，同时，通过金属氧化物活性剂、结构助剂和分子筛混合得到的催化剂浆料和催化剂载体混合，进一步提高了整体的活性和抗氧化、抗毒化性能。本专利技术提出一种锅炉烟气脱硝催化剂，包括如下质量比成份：70～80份去离子水、5～10份柠檬酸、10～15份硝酸盐、20～40份玻璃纤维、1～3份木棉、100～150份二氧化钛、6～12份金属氧化物活性剂、5～15份结构助剂、50～80复合助剂、2～8份层柱粘土、3～7份油酸、15～25份氨水、10～18份分子筛、1～3份扩孔剂和50～60份氧化剂溶液。进一步改进在于：包括如下质量比成份：60份去离子水、8份柠檬酸、12份硝酸盐、30份玻璃纤维、2份木棉、120份二氧化钛、10份金属氧化物活性剂、10份结构助剂、55份复合助剂、5份层柱粘土、5份油酸、20份氨水、15份分子筛、2份扩孔剂和55份氧化剂溶液。进一步改进在于：所述金属氧化助剂为五氧化二钒、三氧化二铁、氧化铜、二氧化二铬、四氧化三钴、氧化镍、二氧化铈、氧化镧、氧化镨、三氧化二钕中的一种或多种的复合物，其中，五氧化二钒的前驱体是偏钒酸铵、硫酸氧钒、乙酰丙酮氧钒中的一种或多种。进一步改进在于：所述结构助剂为三氧化钨和三氧化钼中的一种。进一步改进在于：所述复合助剂为氧化铝、二氧化硅、氧化钡和二氧化锆中的一种或多种的复合物。进一步改进在于：所述氧化剂溶液为硝酸溶液、盐酸溶液或过氧化氢溶液中的一种和蒸馏水按照0.5:1的比例混合后，进行混匀搅拌5～6分钟而成。一种锅炉烟气脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将二氧化钛和复合助剂加入到搅拌机中，并加入去离子水进行搅拌，搅拌5-10分钟后，再加入油酸和层柱黏土进行搅拌，同时进行加热70-80摄氏度，搅拌10-20分钟，制成第一步混合物；步骤二：利用柠檬酸和硝酸盐制备锰酸镧，将锰酸镧加入到步骤一的搅拌中，然后，将氨水与去离子水混合稀释，制备出15％-25％浓度的氨水，将此氨水加入到步骤一中的搅拌中，搅拌15-20分钟，制成第二步混合物；步骤三：再将玻璃纤维和木棉加入到步骤二中的搅拌，同时，加入去离子水辅助搅拌，加热60-90摄氏度，搅拌20-30分钟，制成混匀泥料；步骤四：将混匀泥料先放入捏合机中捏匀20-30分钟，再放入模具中，预压制成型后烘干，然后将预压制体浸泡在氧化剂溶液中5-9小时，再烘干，得到预处理的催化剂载体；步骤五：将金属氧化物活性剂、结构助剂放入搅拌机中，辅以去离子水进行搅拌，在30-40摄氏度下搅拌5-60分钟，待混合物为熔融状时加入分子筛，再次搅拌1-1.5个小时，并设定搅拌温度为50-60摄氏度，得到催化剂浆料；步骤六：将步骤四得出的催化剂载体放入步骤五得出的催化剂浆料中，混合1-2个小时，同时，加热100-120摄氏度，待混合后，将混合泥料再次放入到成型机中，再次压制定型，然后利用挤出机将其吹孔成蜂窝体，然后进行煅烧20-30分钟，制成催化剂模板。。进一步改进在于：所述步骤二中，利用柠檬酸和硝酸盐制备锰酸镧的具体流程为：利用柠檬酸为燃料，加入硝酸盐混合成溶液，硝酸盐与柠檬酸的摩尔比M＝1:1,硝酸盐与柠檬酸溶液的pH＝7，在350℃进行自蔓延快速燃烧，得到合成产物，然后将合成的产物经过800℃煅烧2h后，获得锰酸镧粉末。进一步改进在于：所述步骤六中，在挤出机将压制定型的混合泥料吹孔成蜂窝体的过程中，向混合泥料上涂覆扩孔剂。本专利技术的有益效果为：通过二氧化钛、复合助剂、油酸、层柱黏土配合锰酸镧、玻璃纤维和木棉构筑催化剂载体，提高其负载性，机械强度更高，并辅以氧化剂溶液的浸泡，提高了催化剂载体的活性，且锰酸镧为催化剂载体提供了纳米微粒，形成凹凸不平的原子平台，增加可还原脱硝的接触面，同时，通过金属氧化物活性剂、结构助剂和分子筛混合得到的催化剂浆料和催化剂载体混合，进一步提高了整体的活性和抗氧化、抗毒化性能，高脱硝率维持时间更长，辅以之前催化剂载体构筑过程中氨水的添加，使整体的还原脱硝性能更强，适用于高浓度氮氧化物的脱除，另外，在挤出机吹孔过程中，涂覆扩孔剂，使蜂窝体的脱硝催化剂蜂窝孔不易封闭粘接，更加稳定。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。实施例一一种锅炉烟气脱硝催化剂，包括如下质量比成份：70份去离子水、5份柠檬酸、10份硝酸盐、20份玻璃纤维、1份木棉、100份二氧化钛、6份金属氧化物活性剂、5份结构助剂、50复合助剂、2份层柱粘土、3份油酸、15份氨水、10份分子筛、2扩孔剂和50份氧化剂溶液。所述金属氧化助剂为五氧化二钒，五氧化二钒的前驱体是偏钒酸铵和硫酸氧钒的复合物。所述结构助剂为三氧化钨。所述复合助剂为氧化铝、二氧化硅的复合物。所述氧化剂溶液为硝酸溶液和蒸馏水按照0.5:1的比例混合后，进行混匀搅拌5～6分钟而成。一种锅炉烟气脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将二氧化钛和复合助剂加入到搅拌机中，并加入去离子水进行搅拌，搅拌8分钟后，再加入油酸和层柱黏土进行搅拌，同时进行加热70摄氏度，搅拌16分钟，制成第一步混合物；步骤二：利用柠檬酸和硝酸盐制备锰酸镧，具体流程为：利用柠檬酸为燃料，加入硝酸盐混合成溶液，硝酸盐与柠檬酸的摩尔比M＝1:1,硝酸盐与柠檬酸溶液的pH＝7，在350℃进行自蔓延快速燃烧，得到合成产物，然后将合成的产物经过800℃煅烧2h后，获得锰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉烟气脱硝催化剂，其特征在于，包括如下质量比成份：70～80份去离子水、5～10份柠檬酸、10～15份硝酸盐、20～40份玻璃纤维、1～3份木棉、100～150份二氧化钛、6～12份金属氧化物活性剂、5～15份结构助剂、50～80复合助剂、2～8份层柱粘土、3～7份油酸、15～25份氨水、10～18份分子筛、1～3份扩孔剂和50～60份氧化剂溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种锅炉烟气脱硝催化剂，其特征在于，包括如下质量比成份：70～80份去离子水、5～10份柠檬酸、10～15份硝酸盐、20～40份玻璃纤维、1～3份木棉、100～150份二氧化钛、6～12份金属氧化物活性剂、5～15份结构助剂、50～80复合助剂、2～8份层柱粘土、3～7份油酸、15～25份氨水、10～18份分子筛、1～3份扩孔剂和50～60份氧化剂溶液。


2.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硝催化剂，其特征在于：包括如下质量比成份：60份去离子水、8份柠檬酸、12份硝酸盐、30份玻璃纤维、2份木棉、120份二氧化钛、10份金属氧化物活性剂、10份结构助剂、55份复合助剂、5份层柱粘土、5份油酸、20份氨水、15份分子筛、2份扩孔剂和55份氧化剂溶液。


3.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硝催化剂，其特征在于：所述金属氧化助剂为五氧化二钒、三氧化二铁、氧化铜、二氧化二铬、四氧化三钴、氧化镍、二氧化铈、氧化镧、氧化镨、三氧化二钕中的一种或多种的复合物，其中，五氧化二钒的前驱体是偏钒酸铵、硫酸氧钒、乙酰丙酮氧钒中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硝催化剂，其特征在于：所述结构助剂为三氧化钨和三氧化钼中的一种。


5.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硝催化剂，其特征在于：所述复合助剂为氧化铝、二氧化硅、氧化钡和二氧化锆中的一种或多种的复合物。


6.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硝催化剂，其特征在于：所述氧化剂溶液为硝酸溶液、盐酸溶液或过氧化氢溶液中的一种和蒸馏水按照0.5:1的比例混合后，进行混匀搅拌5～6分钟而成。


7.一种锅炉烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将二氧化钛和复合助剂加入到搅拌机中，并加入去离子水进行搅拌，搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑荣，李景斌，高涛，曲铁飞，
申请(专利权)人：亿利洁能科技乐陵有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37