以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法、制得的催化剂技术

本发明专利技术公开一种以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法，涉及脱硝催化剂技术领域，本发明专利技术包括以下步骤：(1)将硫酸溶液滴加到TiO2粉末中，并搅拌，硫酸与二氧化钛的质量比为1～10:100；(2)将H2SO4‑

【技术实现步骤摘要】
以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法、制得的催化剂


[0001]本专利技术涉及脱硝催化剂
，具体涉及一种以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法、制得的催化剂。

技术介绍

[0002]当前，工业窑炉产生的烟气一般采用选择性催化还原技术(SCR)来进一步降低烟气中氮氧化物(NO
x
)的浓度，以满足达标排放的要求。
[0003]SCR脱硝技术的核心是脱硝催化剂，现在商用的SCR脱硝催化剂主要为钒钛系催化剂，通过调变催化剂组分可满足不同类型窑炉的烟气脱硝要求。部分工业窑炉如水泥窑、石灰窑、玻璃窑等由于其自身特性导致其产生的烟气中碱性物质含量高，这些碱性物质会和SCR脱硝催化剂的活性组分五氧化二钒(V2O5)反应生成钒酸盐，进而导致脱硝催化剂的不可逆失活。提升钒钛系SCR脱硝催化剂的抗碱中毒能力也是上述几种窑炉中所用脱硝催化剂的改进方向。由于SCR脱硝反应是一个酸催化的过程，因此通过提高催化剂的整体酸性及酸量可以进一步提高钒钛系SCR脱硝催化剂抗碱中毒能力。
[0004]如公开号为CN108160086A的专利申请公开一种平板式抗碱金属和硫中毒脱硝催化剂及其制备方法，其以四氯化钛为原料制备二氧化钛固体超强酸粉末，然后以二氧化钛固体超强酸为载体，与偏钒酸铵、偏钨酸铵、硫酸铜和三氯化锑、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、玻璃纤维和硅溶胶混合，得到催化剂泥料，然后经挤出、辊压涂覆、压褶、剪切、干燥和焙烧后得到脱硝催化剂，但现有技术中的活性组分是以铵盐前驱体的水溶液形式加入载体中，在干燥和焙烧过程中活性组分存在向催化剂表面迁移的倾向，导致活性组分分布不均匀，迁移到表面的活性组分在实际使用过程中会被烟气中的粉尘冲刷带走，造成活性组分流失。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中活性组分是以铵盐前驱体的水溶液形式加入二氧化钛固体超强酸，在干燥和焙烧过程中活性组分存在向催化剂表面迁移的倾向，导致活性组分分布不均匀，提供一种以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法及制得的SCR脱硝催化剂。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
[0007]一种以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法，包括以下步骤：
[0008](1)将硫酸溶液滴加到TiO2粉末中，并搅拌，所述硫酸与二氧化钛的质量比为1～10:100；
[0009](2)将步骤(1)所得H2SO4‑
TiO2混合物进行干燥、焙烧，得到固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2；
[0010](3)将步骤(2)得到的固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2研磨过筛后的筛后物与V2O5粉末按质量比为100:0.5～5混合；
V2O5粉末混合均匀。再将混合物置于行星球磨机中进行干式球磨5h，得到以固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2为载体的钒系SCR脱硝催化剂，催化剂负载量为5.5％。
[0030]实施例2
[0031](1)按照3:100的SO
42
‑
/TiO2质量比，将62mL、浓度为0.5mol/L硫酸溶液滴加至100g锐钛矿型TiO2粉末(D90＝10μm)中，并搅拌均匀。然后将所得H2SO4‑
TiO2混合物在130℃干燥8h。再将得到的H2SO4‑
TiO2干燥物在550℃焙烧6h，得到固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2。
[0032](2)将得到的固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2研磨过400目筛，然后取100g过筛物与3.1g V2O5粉末混合均匀。再将混合物置于行星球磨机中进行干式球磨2h，得到以固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2为载体的钒系SCR脱硝催化剂，催化剂负载量为3.1％。
[0033]实施例3
[0034](1)按照7:100的SO
42
‑
/TiO2质量比，将238mL、浓度为0.3mol/L硫酸溶液滴加至100g锐钛矿型TiO2粉末(D90＝15μm)中，并搅拌均匀。然后将所得H2SO4‑
TiO2混合物在130℃干燥9h。再将得到的H2SO4‑
TiO2干燥物在450℃焙烧10h，得到固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2。
[0035](2)将得到的固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2研磨过200目筛，然后取100g过筛物与1.07g V2O5粉末混合均匀。再将混合物置于行星球磨机中进行干式球磨4h，得到以固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2为载体的钒系SCR脱硝催化剂，催化剂负载量为1.07％。
[0036]对比例1
[0037]以未处理的锐钛矿型TiO2为载体的V2O5/TiO2脱硝催化剂的制备，具体制备方法如下：将7.14g偏钒酸铵(折算成V2O5为5.5g)溶于80mL、浓度为50g/L的单乙醇胺水溶液中，将100g未处理的锐钛矿型TiO2加入其中，充分搅拌混合均匀，然后至于110℃常压干燥6h，再转移至马弗炉中于550℃焙烧4h。煅烧结束后自然降至室温，得到对比例1催化剂。
[0038]对比例2
[0039]以未处理的锐钛矿型TiO2为载体的V2O5/TiO2脱硝催化剂的制备，具体制备方法如下：将4.03g偏钒酸铵(折算成V2O5为3.1g)溶于80mL、浓度为50g/L的单乙醇胺水溶液中，将100g未处理的锐钛矿型TiO2加入其中，充分搅拌混合均匀，然后至于110℃常压干燥6h，再转移至马弗炉中于550℃焙烧4h。煅烧结束后自然降至室温，得到对比例2催化剂。
[0040]对比例3
[0041]以未处理的锐钛矿型TiO2为载体的V2O5/TiO2脱硝催化剂的制备，具体制备方法如下：将1.39g偏钒酸铵(折算成V2O5为1.07g)溶于80mL、浓度为50g/L的单乙醇胺水溶液中，将100g未处理的锐钛矿型TiO2加入其中，充分搅拌混合均匀，然后至于110℃常压干燥6h，再转移至马弗炉中于550℃焙烧4h。煅烧结束后自然降至室温，得到对比例3催化剂。
[0042]实验数据与分析：
[0043]脱硝催化剂在如下反应条件下进行脱硝性能评价：NO浓度2000ppm，NH3浓度2000ppm，10vol.％O2，其他为Ar，空速20000h
‑1，反应温度为300℃。脱硝性能见表1。
[0044]脱硝催化剂催化剂的抗碱金属中毒能力评价：将以上实施例和对比例所得催化剂均取出相等质量的样品10g，分散于20mL、0.1mol/L的KOH溶液中碱处理浸泡1h，取出110℃干燥后进行脱硝性能评价，评价条件同上。
[0045]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将硫酸溶液滴加到TiO2粉末中，并搅拌，所述硫酸与二氧化钛的质量比为1～10:100；(2)将步骤(1)所得H2SO4‑
TiO2混合物进行干燥、焙烧，得到固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2；(3)将步骤(2)得到的固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2研磨过筛后的筛后物与V2O5粉末按质量比为100:0.5～5混合；(4)将步骤(3)得到的混合物置于行星球磨机中进行充分干式球磨，得到以固体超强酸SO
42
‑
‑
TiO2为载体的SCR脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法，其特征在于：所述TiO2粉末为锐钛矿型，粉末粒径为D90≤20μm。3.根据权利要求1所述的以固体超强酸为载体制备SCR脱硝催化剂的方法，其特征在于：所述硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓龙，陈志，王光应，张若凡，
申请(专利权)人：安徽元琛环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：