一种以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法，包括步骤：溶解金属盐浸渍金属氧化物小球，烘干金属氧化物小球；将金属氧化物小球放置于充满氨气和水汽中熏蒸；焙烧制得催化剂小球；将催化剂小球分散置于高分子聚合物板表面；加热高分子聚合物板使催化剂小球陷入；降温使高分子聚合物板硬化，组装得到整体式催化剂。本发明专利技术的有益效果是：使用高分子聚合物板作为整体式催化剂的载体，可大规模降低SCR反应装置的成本和安装费用；利用高分子聚合物在玻璃化温度下软化的性质，使催化物小球陷入聚合物板表面并自动固定；制备的低温SCR催化剂具有良好的脱硝活性和选择性，且适用于100～200℃的低温范围。低温范围。低温范围。

【技术实现步骤摘要】
一种以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于催化剂制备技术和环境保护中的氮氧化物控制
，具体涉及一种新型的以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法。本专利技术所诉的催化剂适用于工业烟气中的氮氧化物脱除，特别是垃圾焚烧电厂烟气的脱硝过程。

技术介绍

[0002]近年来，我国垃圾焚烧发电事业快速发展，在减少城市固体垃圾和垃圾填埋用地方面做出了巨大贡献，但垃圾焚烧烟气中含有大量有害物质需要处理，其中的氮氧化物是主要大气污染物之一，不仅危害人体健康，更会引起光化学污染、酸雨等污染。目前氮氧化物处理技术以氮氧化物选择催化还原(SCR，selective catalytic reduction)为主，但商业SCR脱硝催化V2O5‑
MoO3(WO3)/TiO2的脱硝温度范围为300～350℃，而垃圾焚烧电厂的脱硝装置处的尾气温度在150～200℃之间，若使用商业SCR脱硝催化剂，则需要加热尾气以提高其温度，但该过程不利于工厂的经济效益，故急需研发低温SCR催化剂。
[0003]整体式催化剂分为活性成分、基体及载体三部分，其中载体主要是一些能够形成整体结构的材料,一般为堇青石或金属，但堇青石和金属的密度较大，SCR钢支架以及安装成本不可避免地会提高，其中SCR反应器装置中催化剂成本占约50％，SCR钢支架以及安装费约占50％。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法。
[0005]这种以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将铁盐和锰盐溶解于去离子水中，以等体积浸渍法浸渍金属氧化物小球，然后在烘箱内烘干至金属氧化物小球的外表面干燥；
[0007]S2、将干燥后的金属氧化物小球放置于充满氨气和水汽的密闭容器中，加热熏蒸；
[0008]S3、将熏蒸后的金属氧化物小球焙烧，制得催化剂小球；
[0009]S4、将催化剂小球分散置于高分子聚合物板表面；
[0010]S5、将高分子聚合物板加热至玻璃化温度，使催化剂小球陷入软化的高分子聚合板表面；
[0011]S6、降低温度使高分子聚合物板硬化，将高分子聚合物板组装得到整体式催化剂。
[0012]作为优选，步骤S1中：所述铁盐为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁和乙酸铁中的一种或多种；所述锰盐为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种；还可以在去离子水中选择性地加入铈盐溶解，所述铈盐为硝酸铈、硝酸铈铵、硫酸铈和氯化铈中的一种或多种。
[0013]作为优选：所述金属氧化物小球的直径为4～10mm；金属氧化物小球的成分为三氧化二铝、二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种。
[0014]作为优选，步骤S4中：高分子聚合物板表面分散布置催化剂小球的平均密度为0.4～0.8g/m2。
[0015]作为优选，步骤S1中：烘干温度为60～80℃，烘干时间为10～60分钟。
[0016]作为优选，步骤S2中：所述密闭容器中氨气浓度为0.001～1％，水汽浓度为1～15％，熏蒸温度为50～95℃，熏蒸时间为1～5小时。
[0017]作为优选，步骤S3中：所述焙烧温度为300～600℃，焙烧时间为1～3小时。
[0018]作为优选，步骤S4中：所述高分子聚合物板的成分为聚丙烯酰胺、聚乙烯基咔唑、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚砜、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚醚酰亚胺中的一种或多种。
[0019]作为优选，步骤S4中：所述高分子聚合物板的形状为板状、波纹板状、蜂窝状、带孔穴板状的一种或多种。
[0020]作为优选：催化剂小球中Fe源的用量以Fe2O3计算，为催化剂小球总质量的5～20wt.％；Ce源的用量以CeO2计算，为催化剂小球总质量的0～20wt.％；Mn源的用量以MnO2计算，为催化剂小球总质量的20～50wt.％；所述Al源的用量以Al2O3计算，为催化剂小球总质量的0～70wt.％；所述Si源的用量以SiO2计算，为催化剂小球总质量的0～70wt.％；所述Ti源的用量以TiO2计算，为催化剂小球总质量的0～70wt.％。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1)本专利技术使用高分子聚合物板作为整体式催化剂的载体，与传统的整体式催化剂所用的堇青石、金属相比，高分子聚合物密度低、价格便宜、加工简单，因此本专利技术的制备方法可大规模降低SCR反应装置的成本和安装费用；且垃圾焚烧电厂烟气末端工况为低尘、低温，高分子聚合物能满足工作运行要求。
[0023]2)本专利技术利用高分子聚合物在玻璃化温度下软化的性质，使催化物小球陷入聚合物板表面并自动固定，无需粘结剂、表面活性剂、改性剂等添加剂，可提高催化活性中心的利用效率，降低催化剂的用量。
[0024]3)本专利技术制备的低温SCR催化剂具有良好的脱硝活性和选择性，且适用于100～200℃的低温范围，可以直接用于垃圾焚烧电厂、钢铁烧结以及有色冶炼等行业的尾气脱硝处理工作，而无需预先加热，降低了脱硝处理的成本。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例所得整体式催化剂的脱硝效率示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。
[0027]实施例一
[0028]一种新型的以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂制备方法，具体包括以下步骤：
[0029]步骤一、取61.7g硝酸锰、15.12g硝酸铁、15.9g硝酸铈铵溶解于去离子水中，以等体积浸渍法浸渍以直径为5毫米氧化铝小球60g，在60℃烘箱内烘干15分钟；
[0030]步骤二、将干燥后的氧化铝小球放置于充满0.1％浓度氨气和5％浓度水汽的密闭容器中，在80℃下加热熏蒸2小时；
[0031]步骤三、将干燥的金属氧化物小球在500℃焙烧，焙烧3小时，制得催化剂小球；
[0032]步骤四、并将催化剂小球分散置于聚醚酰亚胺板表面；
[0033]步骤五、将聚醚酰亚胺板加热至220℃，催化剂小球陷于高分子聚合板中固定；
[0034]步骤六、降温，聚醚酰亚胺板硬化，将聚醚酰亚胺板板组装得到整体式催化剂。
[0035]实施例二
[0036]一种新型的以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂制备方法，具体包括以下步骤：
[0037]步骤一：取49.7g乙酸锰、20.25g氯化铁、9.47g硝酸铈溶解于去离子水中，以等体积浸渍法浸渍以直径为4毫米氧化钛小球60g，在80℃烘箱内烘干5分钟；
[0038]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将铁盐和锰盐溶解于去离子水中，以等体积浸渍法浸渍金属氧化物小球，然后在烘箱内烘干至金属氧化物小球的外表面干燥；S2、将干燥后的金属氧化物小球放置于充满氨气和水汽的密闭容器中，加热熏蒸；S3、将熏蒸后的金属氧化物小球焙烧，制得催化剂小球；S4、将催化剂小球分散置于高分子聚合物板表面；S5、将高分子聚合物板加热至玻璃化温度，使催化剂小球陷入软化的高分子聚合板表面；S6、降低温度使高分子聚合物板硬化，将高分子聚合物板组装得到整体式催化剂。2.根据权利要求1所述的以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中：所述铁盐为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁和乙酸铁中的一种或多种；所述锰盐为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种；还可以在去离子水中选择性地加入铈盐溶解，所述铈盐为硝酸铈、硝酸铈铵、硫酸铈和氯化铈中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物小球的直径为4～10mm；金属氧化物小球的成分为三氧化二铝、二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中：高分子聚合物板表面分散布置催化剂小球的平均密度为0.4～0.8g/m2。5.根据权利要求1所述的以高分子聚合物为载体的适用于超低温SCR反应的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中：烘干温度为60～80℃，烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞程凯，刘春红，祁志福，胡晨晖，杜凯敏，孙士恩，郑成航，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：