一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将铜盐或铁盐或二者组合的前驱体溶液加入到分子筛基体中混合均匀后干燥、焙烧；S2：将分子筛催化活性体粉碎；S3：将分子筛催化活性体粉末、硅溶胶、甲醇、水、油氨基油酸酯混合，得到催化剂浸渍液；S4：对混合液进行搅拌，搅拌后对多孔波纹式催化剂基材进行浸渍，浸渍后进行晾置；S5：对晾置后的多孔波纹式催化剂基材依次进行烘干和煅烧，得到分子筛波纹式脱硝催化剂。本发明专利技术的分子筛波纹式脱硝催化剂无毒无钒，并且在较宽的温度范围内脱硝效率均可以达到90％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术属于烟气脱硝催化剂领域，具体涉及一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是主要的大气环境污染物之一，控制NOx的排放是解决大气污染问题的重点和难点。选择性催化还原技术(SCR)是目前脱硝效率最高，也是实际应用最为广泛的一项技术。目前市场脱硝领域中最为常见的催化剂共有蜂窝式、平板式和波纹式共3种。其中，波纹板式脱硝催化剂选用玻璃纤维作为基材，优先制作加固的TiO2基板，后均匀涂覆催化活性材料。其产品结合了蜂窝催化剂和平板催化剂两者的制造优势及其自身产品特点而发展迅速，在脱硝行业里占据重要地位。当前商用催化剂主要是钒钛体系，但钒存在生物毒性等问题，可能会对生态环境造成严重破坏，已被许多发达国家禁止使用。廉价无毒的分子筛催化剂因其良好的耐高温稳定性和在宽温度范围内的高SCR活性备受关注。因此，研发新型绿色环保的无毒无钒波纹式脱硝催化剂是未来的市场趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：将铜盐或铁盐或二者组合的前驱体溶液加入到分子筛基体中，在室温下搅拌混合均匀，然后干燥、焙烧，得到分子筛催化活性体；S2：将步骤S1制备好的分子筛催化活性体粉碎，得到分子筛催化活性体粉末；S3：将分子筛催化活性体粉末、硅溶胶、甲醇、水、油氨基油酸酯混合，得到催化剂浸渍液；S4：对混合液进行搅拌，搅拌后对多孔波纹式催化剂基材逐一进行浸渍，浸渍完成后进行晾置；S5：对浸渍晾置后的多孔波纹式催化剂基材依次进行烘干和煅烧，最终得到分子筛波纹式脱硝催化剂。进一步地，步骤S1中前驱体溶液为硝酸铜、硝酸铁或二者的组合，并且前驱体溶液中铜或铁或铜铁元素的质量分数为0.5％-10％，前驱体溶液与分子筛基体的搅拌时间为2-5h。进一步地，分子筛基体为硅铝酸盐分子筛或硅铝磷酸盐分子筛，其类型为氢型或铵型，分子筛拓扑结构为AFX、CHA、BEA或MFI；分子筛基体的SiO2与Al2O3摩尔比为20-80。进一步地，所述分子筛基体为Y、SAPO-34、HBETA、HZSM-5。进一步地，步骤S1中干燥温度为100-120℃，干燥时间6-12h；焙烧温度为450-600℃，焙烧时间3-8h。进一步地，分子筛催化活性体粉末的粒径为1-5微米。进一步地，催化剂浸渍液各成分的质量分数为：25％-30％分子筛催化剂粉末、1％-5％硅溶胶、25％-30％甲醇、20％-40％水、2％-8％油氨基油酸酯。进一步地，步骤S4中多孔波纹式催化剂基材的孔数为15-75，搅拌时间为30-50分钟，晾置时间大于1小时。进一步地，步骤S5中烘干工艺为烘干温度从环境温度上升到180-270℃，烘干时间80-150分钟；煅烧工艺为：煅烧温度从烘干温度上升至350-400℃；烘干与煅烧的总时间为180-200分钟。本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂。与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：本专利技术针对钒系催化剂具有生物毒性的问题，采用无毒无钒的铜铁分子筛催化剂替换钒系催化剂，根据波纹式催化剂工艺特点，对浸渍工艺、烘干烧结工艺重新研发与设计，实现30孔分子筛波纹式脱硝催化剂的生产，产品负载率和脱硝性能达到很高水平，在250～500℃的宽温度区间里，脱硝效率均可以达到90％以上，性能优于目前电厂及其他领域应用的钒系催化剂。附图说明图1为本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：本专利技术的技术方案是：一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：将铜盐或铁盐或二者组合的前驱体溶液加入到分子筛基体中，在室温下搅拌2-5h，混合均匀，然后在100-120℃的温度下进行干燥，时间为6-12h，然后在450-600℃的温度下进行焙烧，时间为3-8h，最终得到分子筛催化活性体。进一步，前驱体溶液优选为硝酸铜溶液或硝酸铁溶液或二者组合的溶液，并且前驱体溶液中铜或铁或铜铁元素的质量分数为0.5％-10％，铜盐和铁盐本身就具有脱硝催化的活性，浸渍法负载到分子筛上之后，催化性能得到了很大提高。进一步，分子筛基体为硅铝酸盐分子筛或硅铝磷酸盐分子筛，其类型为氢型或铵型，分子筛拓扑结构为AFX、CHA、BEA或MFI；其中分子筛基体的SiO2与Al2O3摩尔比为20-80，分子筛基体优选为Y、SAPO-34、HBETA、HZSM-5，这几种分子筛廉价无毒，并且具有良好的耐高温稳定性，和铜盐铁盐结合后，拓宽了催化剂的活性温度区间。S2：将步骤S1制备好的分子筛催化活性体粉碎，得到分子筛催化活性体粉末，其粉末的粒径为1-5微米。S3：配置催化剂浸渍液，将质量分数为25％-30％分子筛催化剂粉末、1％-5％硅溶胶、25％-30％甲醇、20％-40％水、2％-8％油氨基油酸酯混合均匀，得到催化剂浸渍液；S4：将配制好的催化剂浸渍液加入浸渍池中搅拌30-50分钟，对多孔波纹式催化剂基材单元逐一进行浸渍，完成后至平台晾置1小时以上，其中波纹式催化剂基材单元的孔数优选为15-75，其中波纹式催化剂基材单元是由玻璃纤维定型组装制成，该波纹式催化剂基材，浸渍完催化剂后，具有非常大的比表面积，因玻璃纤维自身结构特点，形成了适合脱硝反应的孔道结构。S5：将浸渍后的多孔波纹式催化剂基材单元进行烘干，烘干温度是由环境温度上升至180-270℃，烘干时间为80-150分钟，烘干后进行煅烧，煅烧温度是由烘干温度上升至300-400℃，烘干和煅烧的总时间为180-200，最终得到分子筛波纹式脱硝催化剂。实施例1一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：将硝酸铜溶液加入到分子筛基体中，在室温下搅拌5h，混合均匀，然后在120℃的温度下进行干燥，时间为12h，然后在450℃的温度下进行焙烧，时间为3h，铜在溶液中的质量分数为10％，分子筛基体采用ZSM-5，SiO2与Al2O3摩尔比为20，最终得到Cu-ZSM-5分子筛催化活性体。S2：将步骤S1制备好的Cu-ZSM-5分子筛催化活性体粉碎至5微米，得到Cu-ZSM-5分子筛催化活性体粉末。S3：配置催化剂浸渍液，将质量分数为25％Cu-ZSM-5分子筛催化活性体粉末、3％硅溶胶、25％甲醇、40％水、7％油氨基油酸酯混合均匀，得到催化剂浸渍液。S4：将配制好的催化剂浸渍液加入浸渍池中搅拌30分钟，对30孔波纹式催化剂基材单元逐一进行浸渍，完成后至平台晾置1小时以上；其中波纹式催化剂基材单元由玻璃纤维定型组装制成。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将铜盐或铁盐或二者组合的前驱体溶液加入到分子筛基体中，在室温下搅拌混合均匀，然后干燥、焙烧，得到分子筛催化活性体；/nS2：将步骤S1制备好的分子筛催化活性体粉碎，得到分子筛催化活性体粉末；/nS3：将分子筛催化活性体粉末、硅溶胶、甲醇、水、油氨基油酸酯混合，得到催化剂浸渍液；/nS4：对混合液进行搅拌，搅拌后对多孔波纹式催化剂基材逐一进行浸渍，浸渍完成后进行晾置；/nS5：对浸渍晾置后的多孔波纹式催化剂基材依次进行烘干和煅烧，得到分子筛波纹式脱硝催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种无毒无钒分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将铜盐或铁盐或二者组合的前驱体溶液加入到分子筛基体中，在室温下搅拌混合均匀，然后干燥、焙烧，得到分子筛催化活性体；
S2：将步骤S1制备好的分子筛催化活性体粉碎，得到分子筛催化活性体粉末；
S3：将分子筛催化活性体粉末、硅溶胶、甲醇、水、油氨基油酸酯混合，得到催化剂浸渍液；
S4：对混合液进行搅拌，搅拌后对多孔波纹式催化剂基材逐一进行浸渍，浸渍完成后进行晾置；
S5：对浸渍晾置后的多孔波纹式催化剂基材依次进行烘干和煅烧，得到分子筛波纹式脱硝催化剂。


2.根据权利要求1所述的分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中前驱体溶液为硝酸铜、硝酸铁或二者的组合，并且前驱体溶液中铜或铁或铜铁元素的质量分数为0.5％-10％，前驱体溶液与分子筛基体的搅拌时间为2-5h。


3.根据权利要求2所述的分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述分子筛基体为硅铝酸盐分子筛或硅铝磷酸盐分子筛，其类型为氢型或铵型，分子筛拓扑结构为AFX、CHA、BEA或MFI；分子筛基体的SiO2与Al2O3摩尔比为20-80。


4.根据权利要求3所述的分子筛波纹式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述分子筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋宗安，刘炜，陈志坤，冯艳婷，肖雷，姚元庆，杨莎莎，
申请(专利权)人：启源西安大荣环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61