一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法及系统，属于烟气脱硝技术领域，包括浸出、澄清、纳滤、过滤，浓缩、结晶等步骤，系统中包括搅拌罐、过滤设备、陈化罐、吸滤器、纳滤设备、结晶罐等设备，得到的高纯度结晶的偏钨酸铵，适宜脱硝催化剂的制备；本发明专利技术还提供了一种脱硝催化剂，利用上述方法制备而成的偏钨酸铵作为原料，加入少量表面活性剂，结合超声处理工艺，制备的脱硝催化剂不仅脱硝效率高，比表面积大，而且机械强度和磨损强度性能也较优。

Preparation method and system of ammonium metatungstate for denitration catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法及系统
本专利技术涉及一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法及系统，属于烟气脱硝

技术介绍
氮氧化物(NOx)是污染大气的主要有害物质之一，主要来源于矿物燃料(如煤、石油、天然气等)的燃烧，其中燃煤电厂烟道气是NOx的主要源。选择性催化还原(selectivecatalyticalreduction，SCR)脱硝法，是指在一定温度和催化剂作用下，利用还原剂(NH3、甲烷、硫脲、CO、H2等)选择性地将NOx还原为氮气，还原剂中NH3最为常用。由于SCR技术具有反应温度较低，净化率高，运行可靠，二次污染小等优点，是目前应用最广的烟气脱硝(脱除NOx)技术。SCR系统中，催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果，其成本约占SCR系统总成本的20％-40％，因此，催化剂是SCR技术的核心之一。目前，已发展了三种SCR商业催化剂：贵金属、金属氧化物和分子筛催化剂。其中，以锐钛矿型二氧化钛(TiO2)为载体，以氧化钨(WO3)或氧化钼(MoO3)作为助催化剂的金属氧化物催化剂在NOx还原和SO2氧化率上表现出真正的优势。现在有比较多的文献及专利介绍脱硝催化剂，但是用于脱硝催化剂的偏钨酸铵，在现有技术中较少见。公开号CN109529813A的专利涉及一种蜂窝式低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，原料较多，制备方法也较复杂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法，包括浸出、澄清、纳滤、过滤，浓缩、结晶等步骤，得到的高纯度结晶的偏钨酸铵，适宜脱硝催化剂的制备。一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法，步骤包括：S1、将湿仲钨酸铵投入至带有搅拌的纯水中，升温并加入硝酸溶液，过滤，得到稀偏钨酸铵溶液；S2、将稀偏钨酸铵溶液静置陈化，过滤得滤液I，滤液I泵入反应釜加热浓缩后继续静置陈化，采用纳滤过滤，得到滤液II；S3、将滤液II泵入反应釜加热浓缩后继续静置，过滤，制得浓偏钨酸铵溶液；S4、将浓偏钨酸铵溶液结晶，即得用于脱硝催化剂的偏钨酸铵。优选地，步骤S1中升温并加入硝酸溶液的具体方法为：S11、先升温至60-70℃，加入硝酸，控制溶液pH值在4.5-5.5；S12、继续升温至沸腾，加入硝酸，控制溶液pH值在3-4，当溶液WO3含量达到200-250g/L时，沸腾搅拌30分钟以上。优选地，步骤S2所述的加热浓缩至溶液比重达到1.8-2.0。优选地，步骤S3所述的加热浓缩至溶液比重达到2.2-2.4一种偏钨酸铵，由上述方法制备而成。本专利技术还提供了一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备系统，通过增加纳滤设备，改进搅拌桨结构，设置多层滤布，获得的偏钨酸铵可以提高脱硝催化剂的性能。一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备系统，包括：搅拌罐、反应釜、过滤设备、陈化罐、结晶罐、纳滤设备；陈化罐出液管与纳滤设备进液管连接，用于将陈化后的稀偏钨酸铵溶液提纯处理，纳滤设备出液管和反应釜进液管连接，用于将提纯后的稀偏钨酸铵溶液进行加热浓缩处理，搅拌罐、过滤设备、陈化罐a、吸滤器a、反应釜a、陈化罐b、纳滤设备、反应釜b、吸滤器b、结晶罐依次通过管道连接。优选地，吸滤器a包括两级滤布，吸滤器b包括四级滤布。优选地，搅拌罐中安装有搅拌桨，搅拌桨分为三层，第一层为网状桨叶，第二层为孔状桨叶。本专利技术另一方面提供了一种脱硝催化剂，利用上述方法制备而成的偏钨酸铵作为原料，步骤包括：①在纯水中加入表面活性剂，搅拌并加入偏钨酸铵，升温至沸腾，继续加入钛白粉，混合并超声处理得到混合物；②把步骤①的混合物进行高温烧结，得到所述的脱硝催化剂。优选地，步骤①中表面活性剂为吐温，用量为偏钨酸铵重量的0.1-0.5％。优选地，步骤①中偏钨酸铵的用量为钛白粉重量的4-6％。优选地，步骤②中高温烧结的温度为800-1200℃。该专利技术通过纳滤技术过滤，可以提高偏钨酸铵溶液纯度，工艺步骤中先两级滤布过滤浓缩，再采用纳滤技术，最后四级滤布过滤浓缩，在提高偏钨酸铵溶液纯度的基础上，除去较大粒径的偏钨酸铵，后续偏钨酸铵掺杂钛白粉制备脱硝催化剂的过程中，小粒径的偏钨酸铵可以填充在钛白粉粉体颗粒堆积产生的空隙处，使得结合更加紧密，提高催化剂的机械强度。该专利技术在反应步骤中先升温至一定温度加硝酸，然后升温至沸腾后继续加硝酸，升温至一定温度加硝酸的目的是先将湿仲钨酸铵进行活化，然后升温至沸腾后继续加硝酸进行反应生成偏钨酸铵，利于偏钨酸铵的浸出，对WO3的转化率有一定的提高，同时提高脱硝催化剂的催化效率。该专利技术系统中改进搅拌桨结构，上层网状的搅拌桨在搅拌过程中，可以同时将投入的湿仲钨酸铵进行破碎，中间层的孔状搅拌桨加快纯水的旋流，可以在升温过程中提高了纯水的传热效率，提高反应浸出的效率。该专利技术制备的脱硝催化剂，先在纯水中加入少量表面活性剂，在纯水中加入钛白粉，平衡TiO2纳米颗粒间的表面张力，减少烧结工艺中水分蒸发速度之间的差异，降低催化剂产品出现裂纹，提高磨损强度，延长催化剂使用寿命，同时混合中结合超声处理，超声一方面是可以提高混合效果，使得混合均匀，另一方面是在混合中对钛白粉进一步破碎，增大了催化剂的比表面积。本专利技术的优点在于：1、增加纳滤技术，结合系统中滤布过滤浓缩的工艺，在提高偏钨酸铵溶液纯度基础上减小偏钨酸铵的粒径，使得偏钨酸铵与钛白粉结合紧密，提高脱硝催化剂的机械强度。2、采用硝酸浸出反应两步法，可以提高WO3的转化率，同时加强了脱硝催化剂的催化效率。3、改进系统搅拌罐中的搅拌桨结构，具有进一步破碎湿仲钨酸铵和提高纯水传热效率的双重效果。4、制备的脱硝催化剂，加入少量表面活性剂，结合超声处理工艺，可以达到延长催化剂使用寿命和增大了催化剂的比表面积的技术效果。附图说明图1为本专利技术优选实施例的系统结构图。图2为本专利技术优选实施例中搅拌罐的结构图。附图标记：搅拌罐1、过滤设备2、陈化罐a3、吸滤器a4、反应釜a5、陈化罐b6、纳滤设备7、反应釜b8、吸滤器b9、结晶罐10。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的实施例。实施例1用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备系统包括：搅拌罐、反应釜、过滤设备、陈化罐、结晶罐、纳滤设备；陈化罐出液管与纳滤设备7进液管连接，用于将陈化后的稀偏钨酸铵溶液提纯处理，纳滤设备7出液管和反应釜进液管连接，用于将提纯后的稀偏钨酸铵溶液进行加热浓缩处理，搅拌罐1、过滤设备2、陈化罐a3、吸滤器a4、反应釜a5、陈化罐b6、纳滤设备7、反应釜b8、吸滤器b9、结晶罐10依次通过管道连接。吸滤器a3中设有两级滤布，吸滤器b9中设有四级滤布。本实施例设置多层滤布，保证过滤效果，提高产品纯度。实施例2该实施例是在实施例1的基础上的改进，搅拌罐1中安装有搅拌桨13，搅拌桨13分为三层，第一层为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法，其特征为：步骤包括：/nS1、将湿仲钨酸铵投入至带有搅拌的纯水中，升温并加入硝酸溶液，过滤，得到稀偏钨酸铵溶液；/nS2、将稀偏钨酸铵溶液静置陈化，过滤得滤液I，滤液I泵入反应釜加热浓缩后继续静置陈化，采用纳滤过滤，得到滤液II；/nS3、将滤液II泵入反应釜加热浓缩后继续静置，过滤，制得浓偏钨酸铵溶液；/nS4、将浓偏钨酸铵溶液结晶，即得用于脱硝催化剂的偏钨酸铵。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法，其特征为：步骤包括：
S1、将湿仲钨酸铵投入至带有搅拌的纯水中，升温并加入硝酸溶液，过滤，得到稀偏钨酸铵溶液；
S2、将稀偏钨酸铵溶液静置陈化，过滤得滤液I，滤液I泵入反应釜加热浓缩后继续静置陈化，采用纳滤过滤，得到滤液II；
S3、将滤液II泵入反应釜加热浓缩后继续静置，过滤，制得浓偏钨酸铵溶液；
S4、将浓偏钨酸铵溶液结晶，即得用于脱硝催化剂的偏钨酸铵。


2.如权利要求1所述的一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法，其特征为：步骤S1中升温并加入硝酸溶液的具体方法为：
S11、先升温至60-70℃，加入硝酸，控制溶液pH值在4.5-5.5；
S12、继续升温至沸腾，加入硝酸，控制溶液pH值在3-4，当溶液WO3含量达到200-250g/L时，沸腾搅拌30分钟以上。


3.如权利要求1所述的一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备方法，其特征为：
步骤S2所述的加热浓缩至溶液比重达到1.8-2.0；
步骤S3所述的加热浓缩至溶液比重达到2.2-2.4。


4.一种偏钨酸铵，由权利要求1-3任意一项所述的方法制备而成。


5.一种用于脱硝催化剂的偏钨酸铵的制备系统，其特征为：包括：搅拌罐、反应釜、过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒嵩，赵金龙，
申请(专利权)人：江西铜鼓有色冶金化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西;36