一种宽温无钒脱硝催化剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1、将含铬前驱体、含铁前驱体及含铜前驱体溶解在去离子水中，在20～30℃的水浴中搅拌30～60min得到混合溶液；步骤2、向步骤1得到的混合溶液中加入经预处理得到的HY分子筛，在搅拌条件下水浴加热至70～80℃得到粘稠混合物；步骤3、对得到的粘稠混合物依次进行超声波震荡、室温陈化、干燥、焙烧、冷却处理后即得；所述HY分子筛与Fe前驱体的质量比为(1.33～2.67):1。本发明专利技术制得的宽温无钒脱硝催化剂活性温度范围宽、起活温度低、脱硝效率高，可复合脱硫催化剂设置在除尘器和脱硫塔之后的设备中，延长催化剂使用机械寿命，在不含硫的工况中，在200

【技术实现步骤摘要】
一种宽温无钒脱硝催化剂、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于烟气净化
，具体涉及一种宽温无钒脱硝催化剂、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]以煤炭为主要燃料的工矿企业是NO
X
等大气污染物的最主要来源。NOx会产生酸雨或光化学烟雾，其二次污染会加剧雾霾天气，不仅会在经济上造成重大损失，更能严重影响居民的生活与健康，进一步影响到我国经济与生态环境的可持续发展。当前，控制污染物排放、保护环境与发展经济对于我国来说都至关重要，且刻不容缓。
[0003]SCR脱硝技术的核心是制备高活性的催化剂，目前主流的催化剂主要为V
‑
Mo
‑
TiO2催化剂，该类催化剂的缺点主要是：脱硝窗口温度较高，脱硝窗口温度范围窄、SO2向SO3转化、V元素有毒。为解决上述问题，研究并制备具有宽温度区间的环境友好型无钒催化剂具有重要的理论及实践价值。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷和不足，本专利技术的目的是提供一种宽温无钒脱硝催化剂、制备方法及其应用，以解决现有技术中脱硝催化剂活性温度范围窄、脱硝效率不稳定、会生成有害产物的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤1、将含铬前驱体、含铁前驱体及含铜前驱体溶解在去离子水中，在20～30℃的水浴中搅拌30～60min得到混合溶液；
[0008]步骤2、向步骤1得到的混合溶液中加入经预处理得到的HY分子筛，在搅拌条件下水浴加热至70～80℃得到粘稠混合物，然后进行超声震荡处理；
[0009]步骤3、对得到的粘稠混合物依次进行室温陈化、干燥、焙烧、泠却处理后即得；
[0010]所述HY分子筛与Fe前驱体的质量比为(1.33～2.67):1。
[0011]本专利技术还具有以下技术特征：
[0012]具体的，所述含铬前驱体、含铁前驱体及含铜前驱体中Cr
2+
、Cu
2+
和Fe
2+
的摩尔比为(0.09～0.23)：(0.48～1.43):(0.08～0.16)。
[0013]更进一步的，步骤1中所述的含铬前驱体包括硝酸铬、乙酸铬、硫酸铬、磷酸铬中的一种或几种；所述含铁前驱体包括硫酸亚铁、硝酸铁、磷酸铁、草酸铁、焦磷酸铁、柠檬酸铁铵中的一种或几种；所述含铜前驱体包括硝酸铜、硫酸铜、磷酸铜、碳酸铜中的一种或几种。
[0014]更进一步的，步骤2所述的经预处理得到的HY分子筛通过将HY分子筛前驱体在450～600℃的温度条件下煅烧1～3h制得。
[0015]更进一步的，步骤2所述的超声波震荡处理的频率为40KHz，超声震荡的时间为30～60min。
[0016]更进一步的，步骤3所述焙烧处理的参数包括：升温速率为5～8℃/h，焙烧温度为400～550℃，焙烧时间为1～3h。
[0017]更进一步的，具体包括以下步骤：
[0018]步骤1、将1.5gCr(NO3)2·
9H2O、7.5g FeSO4·
7H2O和0.75g Cu(NO3)2·
3H2O溶于去离子水中，超声震荡30min得到混合溶液；
[0019]步骤2、向步骤1得到的混合溶液中加入15g经过预处理的HY分子筛，搅拌60min、水浴加热至80℃得到粘稠混合物，其中，HY分子筛通过将HY分子筛前驱体在550℃的温度条件下煅烧2h制得；
[0020]步骤3、对得到的粘稠混合物依次进行超声波处理30min、室温陈化24h、190℃条件下干燥12h；在升温速率为5
‑
8℃/h、焙烧温度为450℃条件下焙烧5h，冷却即得。
[0021]一种宽温无钒脱硝催化剂用于NH3‑
SCR脱硝反应的应用，以宽温无钒脱硝催化剂作为NH3‑
SCR脱硝反应催化剂，所述NH3‑
SCR脱硝反应的反应条件包括：氧气的体积浓度为40000ppm、一氧化氮的体积浓度为1 200ppm，氨气的体积浓度为1 200ppm，以N2作为平衡气，反应温度为250～360℃，空速为35000h
‑1。
[0022]一种宽温无钒脱硝催化剂，所述宽温无钒脱硝催化剂以金属前驱体、HY分子筛为原料，采用如上所述的制备方法制备。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024](1)本专利技术方法在混合过程中，通过搅拌和水浴加热提可抑制由温度梯度造成的晶粒团聚，从而得到均一、分散度高的混合溶液，最终得到活性物质分布均匀的宽温无钒脱硝催化剂，制得的宽温无钒脱硝催化剂活性温度范围宽，更有利于烟气温度波动较大的中小型锅炉使用。
[0025](2)与传统制备方法中各类助剂或活性成分通常分别以不同的方法逐步添加相比，本专利技术方法快速简单，稳定性好。
[0026](3)本专利技术方法制得的催化剂抗水抗硫性强，更适用于在烟气水分含量高的垃圾焚烧锅炉内使用。
[0027](4)本专利技术方法所用的活性组分中不含钒等剧毒物质，不会对环境和人类造成毒害，有利于催化剂的回收和再生。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的实施例1至实施例7制得的催化剂的脱硝效率对比图；
[0029]图2为本专利技术的实施例1、对比例1至对比例3制得的催化剂的脱硝效率对比图；
[0030]图3为实施例1制得的催化剂与对比例4制得的催化剂的脱硝效率对比图；
[0031]图4为实施例1制得的催化剂在脱硫反应前后的形貌图；
[0032]图5为实施例1制得的催化剂的XRD图。
[0033]以下结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术做具体说明。
具体实施方式
[0034]本专利技术的制备方法以金属前驱体和作为主活性组分的HY分子筛为原料，采用超声波离子交换法，在HY分子筛基底表面形成宽温无钒脱硝催化剂，在本申请中，包括以下步
骤：
[0035]一种宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0036]步骤1、将含铬前驱体、含铁前驱体及含铜前驱体溶解在去离子水中，在20～30℃的水浴中搅拌30～60min得到混合溶液；
[0037]步骤2、向步骤1得到的混合溶液中加入经预处理得到的HY分子筛，在搅拌条件下水浴加热至70～80℃得到粘稠混合物；
[0038]其中，经预处理得到的HY分子筛通过将HY分子筛前驱体在450～600℃的温度条件下煅烧1～3h制得，优选的煅烧温度为550℃，煅烧温度为2h，经过预处理得到的HY分子筛的内部产生中孔结构和裂缝，部分骨架铝脱离原有骨架，并且产生新的L酸中心及羟基，易于氨基的吸附及脱硝反应的发生。
[0039]步骤3、对得到的粘稠混合物依次进行超声波震荡、室温陈化、干燥、焙烧、泠却处理后即得；
[0040]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、将含铬前驱体、含铁前驱体及含铜前驱体溶解在去离子水中，在20～30℃的水浴中搅拌30～60min得到混合溶液；步骤2、向步骤1得到的混合溶液中加入经预处理得到的HY分子筛，在搅拌条件下水浴加热至70～80℃得到粘稠混合物；步骤3、对得到的粘稠混合物依次进行超声波震荡、室温陈化、干燥、焙烧、泠却处理后即得；所述HY分子筛与Fe前驱体的质量比为(1.33～2.67):1。2.如权利要求1所述的宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述含铬前驱体、含铁前驱体及含铜前驱体中Cr
2+
、Cu
2+
和Fe
2+
的摩尔比(0.09～0.23)：(0.48～1.43):(0.08～0.16)。3.如权利要求1所述的宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的含铬前驱体包括硝酸铬、乙酸铬、硫酸铬、磷酸铬中的一种或几种；所述含铁前驱体包括硫酸亚铁、硝酸铁、磷酸铁、草酸铁、焦磷酸铁、柠檬酸铁铵中的一种或几种；所述含铜前驱体包括硝酸铜、硫酸铜、磷酸铜、碳酸铜中的一种或几种。4.如权利要求1所述的宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的经预处理得到的HY分子筛通过将HY分子筛前驱体在450～600℃的温度条件下煅烧1～3h制得。5.如权利要求1所述的宽温无钒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3所述的超声波震荡处理的频率为40KHz，超声震荡的时间为30～60min。6.如权利要求1所述的宽温无钒脱硝催化剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治宙，李炳宏，刘程，郭毅定，张溪彧，葛光荣，汪凡，张全，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：