具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于催化剂技术领域，具体涉及一种具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，通过采用氧化性极强的高锰酸钾溶液和乙酸锰溶液为锰的前驱体溶液，采用极易水解的三氯化锑悬浊液为锑的前驱体溶液，同步加入助剂进行合成催化剂；该催化剂是在载体上负载活性组分和助剂组分后得到，所述活性组分为锰氧化物，所述助剂组分为锑的氧化物。催化剂记为MnSb

【技术实现步骤摘要】
具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于环保及催化领域中燃煤烟气中含硫气氛下氮氧化物处理，具体涉及一种具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]近些年来，氮氧化物(NO
x
：NO、NO2和N2O)作为空气主要污染物之一，造成了严重的大气污染问题，是引起酸雨、雾霾、光化学烟雾等恶劣天气的主要原因之一。因此，降低NO
x
的排放已经引起了相关领域研究者的重视。近年来，我国加大对氮氧化物的排放的控制力度，出台了史上最严苛的脱硝排放标准。目前工业主要应用的脱硝技术有燃烧中控制NO
x
和燃烧后烟气处理两种方法，燃烧后烟气处理相比燃烧中控制NO
x
具有一定的优势，在燃烧后烟气处理技术中，以NH3作为还原剂选择性催化还原NO
x
的SCR脱硝技术十分成熟，已被证明是最有效的脱硝技术，已经成为处理燃煤烟气和其它工业排放NO
x
的首选方法。
[0003]NH3‑
SCR技术是NH3与NO
x
在催化剂的作用下发生选择性催化还原反应，产生无污染的N2和H2O的过程，以WO3或MoO3作为助剂的V2O5/TiO2催化剂表现出优异的NH3‑
SCR性能，且已经商业化应用。但目前，钒基催化剂的活性温度窗口在300
‑
400℃之间，这也就决定了该过程必须在除尘脱硫过程之前进行，而这种布置方式会导致烟气中含有的大量粉尘和二氧化硫在催化剂表面沉积和吸附，长期运行导致催化剂失活。此外，当电厂低负荷运行时，烟气温度低于300℃，该催化剂脱硝活性较差。目前，解决这些问题的方法主要有两种：第一种是将催化剂安装在除尘装置和脱硫单元的下游，需要消耗额外能量加热烟气；第二种是开发新型低温SCR催化剂，使其可在250℃甚至更低的温度下仍具有优异的脱硝活性，从经济上考虑，显然是后者更佳。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂的制备方法，用来解决现有技术的低温SCR脱硝催化剂抗硫性能差的问题，在100
‑
300℃温度窗口内具有较强的抗SO2毒化能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0006]S1、称取SbCl3加入到去离子水充分溶解，制得SbCl3悬浊液；
[0007]称取四水乙酸锰加入到去离子水充分溶解，制得四水乙酸锰溶液；
[0008]S2、将SbCl3悬浊液和四水乙酸锰溶液充分混合，其中四水乙酸锰溶液中所含锰和SbCl3悬浊液中所含锑的摩尔比为1:(0.1
‑
0.5)，然后加入200目以下的累托石粉末，所述累托石粉末的质量与四水乙酸锰溶液中锰的质量的比值为100:10，加适量去离子水至固液质量比为1:1并搅拌均匀，在室温下静置22
‑
24h，得到混合溶液；
[0009]S3、称取KMnO4加入到去离子水充分溶解，制得KMnO4溶液；将KMnO4溶液加入到步骤S2的混合溶液中，加适量去离子水至固液质量比为1:1.2并搅拌均匀，于室温下静置22
‑
24h，最后经抽滤、滤上物干燥、研磨成20
‑
40目的颗粒，即制得具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂。
[0010]作为具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂的制备方法进一步的改进：
[0011]优选的，所述SbCl3悬浊液的浓度为1.09
×
10
‑4‑
3.27
×
10
‑4mol/ml。
[0012]优选的，所述四水乙酸锰溶液的浓度为1.2
×
10
‑3‑
1.4
×
10
‑3mol/ml。
[0013]优选的，所述KMnO4溶液的浓度为4.2
×
10
‑4‑
4.4
×
10
‑4mol/ml。
[0014]优选的，步骤S3中所述干燥的具体步骤为：经抽滤后的滤上物先置于50
‑
70℃鼓风干燥箱中干燥5
‑
7h，后置于100
‑
120℃鼓风干燥箱干燥11
‑
13h。
[0015]本专利技术的目的之二是提供一种上述任意一项的制备方法制得的具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂。
[0016]本专利技术相比现有技术的有益效果在于：
[0017]1)本专利采用原位生长法来制备MnSb
x
/REC催化剂，采用氧化性极强的高锰酸钾溶液和乙酸锰溶液为锰的前驱体溶液，采用极易水解的三氯化锑悬浊液为锑的前驱体溶液，制备催化剂时同步加入助剂进行合成；高锰酸钾与乙酸锰反应产生MnO2且此过程中加入Sbcl3使其和部分高锰酸钾及MnO2反应产生四价和五价的锑，此过程减少了MnO2的生成且增加了Mn2O3，在一定程度上降低了催化剂活性，形成锑氧化物，在含有SO2的气氛中，锑氧化物优先和SO2反应从而达到达到抗硫毒化的效果，这和现有技术中通过提高催化剂氧化性来达到抗硫毒化性能的方案截然不同；在技术效果上，活性组分中MnO2相对来说有所减少，Mn2O3相对有所增加，MnO2氧化能力强，但易与SO2反应被毒化，Mn2O3氧化能力比锑氧化物弱，此时不与SO2反应从而不被毒化，达到高脱硝性能和高抗硫毒化效果。
[0018]2)累托石具有规则的片层状结构、较大的比表面积、良好的粘结性和热稳定性等优点，以其为载体负载活性组分并掺杂锑而制备的催化剂的活性组分具有较好的分散性等优势，更有有助于催化反应。制得的催化剂相比于锰基催化剂，有效地提高了在100
‑
300℃温度窗口内的抗SO2毒化能力。制备方法简单、成本低廉、稳定性好，且制备过程无需煅烧，节省能耗的同时降低了制备成本。
附图说明
[0019]图1为对比例1催化剂在不通SO2与通SO2对NO转化率随反应温度的变化曲线。
[0020]图2为实施例2催化剂在不通SO2与通SO2对NO转化率随反应温度的变化曲线及实施例2与对比例1催化剂的
△
NO转化率的柱状图。
[0021]图3为实施例3催化剂在不通SO2与通SO2对NO转化率随反应温度的变化曲线及实施例3与对比例1催化剂的
△
NO转化率的柱状图。
[0022]图4为实施例4催化剂在不通SO2与通SO2对NO转化率随反应温度的变化曲线及实施例4与对比例1催化剂的
△
NO转化率的柱状图。
[0023]图5为对比例1、实施例3的催化剂长效性实验的NO转化率图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、称取SbCl3加入到去离子水充分溶解，制得SbCl3悬浊液；称取四水乙酸锰加入到去离子水充分溶解，制得四水乙酸锰溶液；S2、将SbCl3悬浊液和四水乙酸锰溶液充分混合，其中四水乙酸锰溶液中所含锰和SbCl3悬浊液中所含锑的摩尔比为1:(0.1
‑
0.5)，然后加入200目以下的累托石粉末，所述累托石粉末的质量与四水乙酸锰溶液中锰的质量的比值为100:10，加适量去离子水至固液质量比为1:1并搅拌均匀，在室温下静置22
‑
24h，得到混合溶液；S3、称取KMnO4加入到去离子水充分溶解，制得KMnO4溶液；将KMnO4溶液加入到步骤S2的混合溶液中，加适量去离子水至固液质量比为1:1.2并搅拌均匀，于室温下静置22
‑
24h，最后经抽滤、滤上物干燥、研磨成20
‑
40目的颗粒，即制得具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的具有抗硫毒化性能的低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述SbCl3悬浊液的浓度为1.09
×
10

【专利技术属性】
技术研发人员：张先龙，王新宇，吴雪平，吴彤，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：