一种脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种脱硝催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：将钛源前驱体溶于酸形成钛源前驱体溶液；将铝源前躯体溶解形成溶液，并与钛源前驱体溶液混合均匀，得到混合溶液；调节混合溶液pH值至7～11，沉淀、过滤、洗涤、烘干，形成初级锐钛矿晶型粉体；将初级锐钛矿晶型粉体与强碱溶液混合成浆液，沉淀、过滤、洗涤，得滤饼；在滤饼中加入去离子水，调成浆液，加入活性组分溶液，混合均匀后，干燥、焙烧，研磨成粉体；将粉体与钒源前躯体溶液、高分子分散剂混合成浆液，干燥、焙烧，形成脱硝催化剂。本发明专利技术制备的脱硝催化剂可以克服现有技术中脱硝催化剂在烟道气中活性不佳的缺陷。本发明专利技术还公开了一种脱硝催化剂。还公开了一种脱硝催化剂。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硝催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于无机新材料
，特别地涉及一种脱硝催化剂及其制备方法，尤其是一种克服现有技术中脱硝催化剂在活性组分分散不均匀，活性不稳定缺陷的脱硝催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮氧化物(NO
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)是主要的大气污染物之一，排放要求日益严格。2011年9月国家环保部颁布的GB13223
‑
2001《火电厂大气污染物排放标准》对火电厂NOx排放浓度作了更为严格的要求：规定第三时段新建、扩建、改建的燃煤锅炉，NOx最高允许排放浓度为100mg/m3。国家环保部颁布的《石油炼制工业污染物排放标准》要求：2015年7月1日起，新建催化裂化装置排放再生烟气中氮氧化物要求小于200mg/m3，特别排放限值要求小于100mg/m3，2017年7月1日现有企业也执行该标准。在众多烟气脱硝技术中，选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是仍然是国际主流的技术，其NO
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脱除率可达到80％～90％。其中，脱硝催化剂是SCR技术的核心，发达国家在上世纪80年代就开发出了不同锅炉类型等的一系列脱硝催化剂，我国许多科研单位与企业针对我国燃料锅炉烟气和炼化烟气状况也进行了一系列的研究，并开发了一些脱硝催化剂。
[0003]CN201010537130.0提出了利用水热方法制备脱硝催化剂的方法，首先将钛源前驱体和钨源前驱体混合，置于高压釜中进行水热反应，过滤、洗涤并干燥得到钛钨粉脱硝催化剂，同时还可引入钒和钼等元素，制备多金属氧化物催化剂。该方法制备的催化剂活性组分晶粒小、比表面积较大，但由于没有经过充分混合过程，可能导致同种物料聚集程度较高的现象发生，对催化剂活性会有一定影响。
[0004]CN201110345605.0提出了一种脱硝催化剂的制备方法，向偏钛酸浆料中依次加入钨酸铵、钼酸铵和偏钒酸铵，超声波打浆，再调节pH值至4.0～6.5，静置、分离、烘干得到催化剂粉体。该方法工艺简单、成本低，但是偏钒酸铵以固体添加，钒的溶解性有待验证，钒分散不均时虽然活性很高，但SO2/SO3转化率会较高，影响催化剂使用性能。
[0005]综上所述，脱硝催化剂的制备都涉及多种金属氧化物的混合，混合方式及工艺的不同对催化剂的脱硝性能有较大的影响，部分配方NO
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转化率可以达到90％以上，但高的脱硝率又会产生活性不稳定的问题，难于应对烟气组分的急剧变化及长周期稳定运行。因此，催化剂整体性能的优劣还需要从其他方面的表征进行验证，同时催化剂的制备还要兼顾工业放大的可操作性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种脱硝催化剂制备方法，以克服现有技术中脱硝催化剂在活性组分分散不均匀，活性不稳定的缺陷。
[0007]为此，本专利技术提供一种脱硝催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0008](1)将钛源前驱体溶于酸形成钛源前驱体溶液；
[0009](2)将铝源前躯体溶解形成溶液，并与钛源前驱体溶液混合均匀，得到混合溶液；
[0010](3)调节混合溶液pH值至7～11，沉淀、过滤、洗涤、烘干，形成初级锐钛矿晶型粉体；
[0011](4)将初级锐钛矿晶型粉体与强碱溶液混合成浆液，沉淀、过滤、洗涤，得滤饼；
[0012](5)在滤饼中加入去离子水，调成浆液，加入活性组分溶液，混合均匀后，干燥、焙烧，研磨成粉体；其中，活性组分溶液是由钨源前躯体、钼源前躯体中的一种或两种组成的溶液；
[0013](6)将步骤(5)的粉体与钒源前躯体溶液、高分子分散剂混合成浆液，干燥、焙烧，形成脱硝催化剂。
[0014]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，所述钛源前驱体为硫酸氧钛或偏钛酸，所述酸为无机酸，所述钛源前驱体溶液中钛含量以TiO2计为15～40g/L。
[0015]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，所述铝源前驱体为硫酸铝，以Al2O3和TiO2的质量计，所述混合溶液中铝和钛的质量比为0.1～5.0:100。
[0016]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，所述钨源前驱体为仲钨酸铵或偏钨酸铵，所述钼源前驱体为二钼酸铵、三钼酸铵、四钼酸铵、七钼酸铵或八钼酸铵的一种或几种，以氧化钨和氧化钼的质量计，所述活性组分溶液中钨和钼的质量比为1.0～10.0:100。
[0017]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，所述钒源前驱体溶液中钒源前驱体为偏钒酸铵，以V2O5和TiO2质量计，所述钒源前驱体溶液中钒与步骤(5)的粉体中钛的质量之比为0.1～5.0:100，进一步优选为0.3～3.0:100。
[0018]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，所述所述步骤(4)中混合时间均为1～24h，步骤(4)、步骤(5)和步骤(6)中浆液的水含量均为25～65wt％。
[0019]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，以TiO2计，所述高分子分散剂加入量与所述步骤(5)的粉体中钛的质量比为0.1～2.0:100。
[0020]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，所述高分子分散剂选自聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯毗咯烷酮中的一种或几种。本专利技术所述高分子分散剂，利用其自身分子结构特点，可将活性物质钒源前驱体均匀分散，同时焙烧后在催化剂基体留下微孔，增加催化剂的微孔结构。
[0021]本专利技术所述的脱硝催化剂的制备方法，其中优选的是，步骤(5)和步骤(6)中，所述焙烧的条件均为：温度350～620℃，时间2～12h。
[0022]为此，本专利技术还提供一种脱硝催化剂，其是上述的脱硝催化剂的制备方法制备的。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024](1)利用原位混合的方法，使钛原子和铝原子在分子级别上混合，致使后续共沉淀过程中产生具有晶格缺陷的晶体，混合金属氧化物粒径小且均一；
[0025](2)利用强碱将钛
‑
铝晶格中的铝原子溶出，极大增加了钛基材的晶格缺陷，强碱溶出铝的晶格缺陷是在烟气气氛中易于接触烟气的表面位置，经过助催化组分的补位后，更能有效的发挥SCR催化活性，进而在相同的条件下提高脱硝效果；
[0026](3)再溶出铝元素后的钛基材上，补充进去钨、钼元素的一种或两种，由于有较多晶格缺陷的存在，钨或钼元素进行补位，焙烧后杂化基材晶格缺陷更稳定，同时可使钛基材
晶型在高温焙烧时保持锐钛矿型不转晶，更有利于保持高的脱硝效果。
[0027](4)在高分子分散剂的作用下，钒源在杂化后基材上进行充分分散，同时由于有较大晶格缺陷的基材上助催化剂组分钨或钼的影响，在钛
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钨(钼)颗粒表面渗透更深，连接更紧密，分散更均匀，经焙烧后催化剂活性更高且稳定。
具体实施方式
[0028]以下对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将钛源前驱体溶于酸形成钛源前驱体溶液；(2)将铝源前躯体溶解形成溶液，并与钛源前驱体溶液混合均匀，得到混合溶液；(3)调节混合溶液pH值至7～11，沉淀、过滤、洗涤、烘干，形成初级锐钛矿晶型粉体；(4)将初级锐钛矿晶型粉体与强碱溶液混合成浆液，沉淀、过滤、洗涤，得滤饼；(5)在滤饼中加入去离子水，调成浆液，加入活性组分溶液，混合均匀后，干燥、焙烧，研磨成粉体；其中，活性组分溶液是由钨源前躯体、钼源前躯体中的一种或两种组成的溶液；(6)将步骤(5)的粉体与钒源前躯体溶液、高分子分散剂混合成浆液，干燥、焙烧，形成脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述钛源前驱体为硫酸氧钛或偏钛酸，所述酸为无机酸，所述钛源前驱体溶液中钛含量以TiO2计为15～40g/L。3.根据权利要求1所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述铝源前驱体为硫酸铝，以Al2O3和TiO2的质量计，所述混合溶液中铝和钛的质量比为0.1～5.0:100。4.根据权利要求1所述的脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述钨源前驱体为仲钨酸铵或偏钨酸铵，所述钼源前驱体为二钼酸铵、三钼酸铵、四钼酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫树锋，贾媛媛，吴迪，刘兴誉，刘军强，张鹏，蒲欣，聂普选，禄军让，李鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：