一种脱硝催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将废FCC催化剂与处理液配制成浆液，进行湿式球磨处理，粉碎至一定粒径，然后进行还原焙烧处理；（2）步骤（1）还原焙烧后的物料与酸性钛硅复合溶胶中浸渍，然后干燥；（3）步骤（2）得到的物料补充活性组分前躯体和助剂前躯体进行混炼处理，成型，得到脱硝催化剂。本发明专利技术方法以废催化裂化（FCC）催化剂为原料制备脱硝催化剂，显著提高催化剂的活性组分分散性和脱硝效率，实现了固废资源化，且制备方法简单、原料来源广，具有重要的经济和环境效益。具有重要的经济和环境效益。具有重要的经济和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硝催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于固废资源回收利用及催化剂制备领域，具体涉及一种SCR脱硝催化剂的制备方法。

技术介绍

[0002]氮氧化物(NOx)是目前我国大气污染的主要来源之一，给生态环境和人类生活带来了严重的危害。氨选择性催化还原（NH3‑
SCR）是烟气脱硝技术中最成熟和应用最广泛的NOx排放控制技术，NH3‑
SCR具有效率高、选择性好和投资少等优点。NH3‑
SCR技术的核心是高活性、高选择性和稳定性好的催化剂。目前公开的脱硝催化剂所用的载体主要有二氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化锆、活性炭、分子筛等，活性组分则主要包括钒、钼、镍、钨、铁、锰、铈和铜等。工业化应用的脱硝催化剂采用的活性组分主要为V、Mo、W，有的还包含Fe、Cu、P、Ce、La等组分，载体采用二氧化钛、氧化铝、氧化硅等，制备方法是首先将活性组分负载在载体上，然后添加助剂，最后通过直接挤出成型（一般为蜂窝状）。
[0003]催化裂化（FCC）催化剂是炼油工艺中应用量最大的一种催化剂，我国每年更换量都在80
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90kt以上。目前，更换下来的废FCC催化剂主要通过填埋处理，这不仅对生态环境造成严重威胁，而且还制约了废FCC催化剂的资源化利用。废FCC催化剂的主要成分为Al2O3和SiO2，还有一定量的无机氧化物和稀土氧化物，如CaO、Fe2O3、MgO、CeO2、La2O3和V2O5，且其本身具有分子筛结构，作为脱硝催化剂原料具有极好的优势。
[0004]CN202110397510.7公开了一种低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，以FCC废催化剂和改性生物炭为支撑载体，过渡金属氧化物为活性组分，其中：组分过渡金属元素的负载量为载体重量的5%～20%，采用浸渍法将活性组分负载在载体上，后经过干燥处理，最后在氮气氛围中焙烧，即得到该专利技术的低温SCR脱硝催化剂。该专利技术解决了钒钛催化剂低温脱硝活性低，成本较高的问题，实现了FCC废催化剂的资源化综合利用，减少了工业固体废弃物对环境的破坏。
[0005]目前对废FCC催化剂的处理方法均为将废FCC催化剂简单清洗后直接作为载体，其不足之处在于，比表面积较小、活性组分不能均匀分散而多以氧化物团簇形式覆盖在载体上从而导致催化活性的降低。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种脱硝催化剂的制备方法。本专利技术方法以废催化裂化（FCC）催化剂为原料制备脱硝催化剂，显著提高催化剂的活性组分分散性和脱硝效率，实现了固废资源化，且制备方法简单、原料来源广，具有重要的经济和环境效益。
[0007]本专利技术的脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将废FCC催化剂与处理液配制成浆液，进行湿式球磨处理，粉碎至一定粒径，然后进行还原焙烧处理；（2）步骤（1）还原焙烧后的物料与酸性钛硅复合溶胶中浸渍，然后干燥；
（3）步骤（2）得到的物料补充活性组分前躯体和助剂前躯体进行混炼处理，成型，得到脱硝催化剂。
[0008]本专利技术方法中，步骤（1）所述的废FCC催化剂为催化裂化工艺过程中，因失活或达不到反应要求而更换下来的FCC催化剂，主要含有分子筛、载体和粘结剂等。其中分子筛具体如ZRP、ZSM
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5、Y分子筛等中的至少一种，质量含量为20%～50%；载体具体如硅藻土、高岭土等，质量百分含量为30%～70%；粘结剂为：铝溶胶、硅溶胶等，质量百分含量为5%～20%；CeO2含量为0.1%～5%，总钒量以V2O5计为0.1%～3%。
[0009]本专利技术方法中，步骤（1）所述的处理液以重量计包括：0.1wt%
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5.0wt%的渗透剂，0.1wt%
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5.0wt%的表面活性剂和90wt%
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99.8wt%的酸溶液；其中，所述的渗透剂为异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯铵盐、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述的表面活性剂为十二烷基硫酸铵、脂肪胺（烷基胺）聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷的缩合物的一种或多种；所述的酸为硫酸、硝酸、盐酸、草酸、柠檬酸中的一种或多种；酸溶液的摩尔浓度为0.018mol/L
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2.0mol/L。
[0010]所述的处理液制备过程为：将渗透剂、表面活性剂和酸混合均匀，调节pH值为2~5，配制成处理液；一般采用搅拌的方式，搅拌10
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60分钟，使其混合均匀。
[0011]本专利技术方法中，步骤（1）所述的浆液固液百分比为75wt%～85wt%，球磨至粒径小于30μm；湿式球磨的条件一般为：在球磨机转速为30～60r/min，球料比为10～20:1。
[0012]本专利技术方法中，步骤（1）湿式球磨后的物料一般用去离子水清洗后，进行固液分离（如过滤、离心等方式），将得到的沉淀物进行干燥，干燥条件为：干燥温度100～150℃，干燥时间1～12小时。
[0013]本专利技术方法中，步骤（2）所述还原气氛焙烧的条件为：所氢气与氮气的混合物或氢气与惰性气体的混合物中的一种，氢气在气相中的体积分数为20%~40%，焙烧温度为400
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500℃，焙烧时间为2
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12小时；焙烧一般在管式气氛炉中进行。
[0014]本专利技术方法中，步骤（2）将还原焙烧后物料与酸性钛硅复合溶胶的质量比为1：1～1：5。所述的酸性钛硅复合溶胶中钛以TiO2计与硅以SiO2计的质量比为5~1；其中钛源为硫酸钛和/或钛酸丁酯；硅源为硅溶胶，酸性钛硅复合溶胶pH值为1～6，一般是将钛源、硅源和酸液进行混合得到酸性钛硅复合溶胶；所述的酸液为硫酸、盐酸或硝酸至少一种，优选硫酸。
[0015]本专利技术方法中，步骤（2）得到的物料、补充活性组分前躯体和助剂前躯体进行混炼转移至混炼机中进行混炼；所述的补充活性组分前躯体为偏钒酸铵，助剂前躯体为钼酸铵、硝酸铈、偏钨酸铵中的一种或多种。
[0016]进一步地，混炼过程中同时加入一定量木浆、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、氨水和去离子水混炼；各组分的用量以质量份数计为：步骤（2）得到的物料50～80份、补充活性组分前驱体1～5份、助剂前驱体1～10份、木浆0.1～2份、聚丙烯酰胺0.1～2份、羧甲基纤维素0.1～2份、氨水5～10份和去离子水10～40份。
[0017]本专利技术方法中，所述的成型过程为：混炼后的物料经预挤、陈腐、挤出、干燥和焙烧，制得蜂窝状脱硝催化剂。所述陈腐在室温下密封放置12～24小时；所述干燥温度为20～70℃，湿度为20%～90%，干燥时间为6～11天；所述的焙烧过程：200～300℃焙烧3～10小时，
然后升温至500～550℃焙烧3～10小时。
[0018]本专利技术方法制备的脱硝催化剂以质量计，活性组分为V2O5为0.1wt%～5wt%，助剂为1wt%～10wt%，余量为载体；助剂为CeO2、WO3、MoO3中至少一种。
[0019]本专利技术方法制备的脱硝催化剂在烟气选择性催化还原过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将废FCC催化剂与处理液配制成浆液，进行湿式球磨处理，粉碎至一定粒径，然后进行还原焙烧处理；（2）步骤（1）还原焙烧后的物料与酸性钛硅复合溶胶中浸渍，然后干燥；（3）步骤（2）得到的物料补充活性组分前躯体和助剂前躯体进行混炼处理，成型，得到脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的废FCC催化剂为催化裂化工艺过程中，因失活或达不到反应要求而更换下来的FCC催化剂。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的处理液以重量计包括：0.1wt%
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5.0wt%的渗透剂，0.1wt%
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5.0wt%的表面活性剂和90wt%
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99.8wt%的酸溶液。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的渗透剂为异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯铵盐、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基硫酸铵、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷的缩合物的一种或多种。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的酸为硫酸、硝酸、盐酸、草酸或柠檬酸中的一种或多种；酸溶液的摩尔浓度为0.018mol/L
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2.0mol/L。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的处理液制备过程为：将渗透剂、表面活性剂和酸混合均匀，调节pH值为2~5，配制成处理液。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的浆液固液百分比为75wt%～85wt%，球磨至平均粒径小于30μm；湿式球磨的条件为：在球磨机转速为30～60r/min，球料比为10～20:1。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）湿式球磨后的物料用去离子水清洗后，进行固液分离，将得到的沉淀物进行干燥，干燥条件为：干燥温度100～150℃，干燥时间1～12小时。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述还原气氛焙烧的条件为：氢气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宽岭，王学海，尹喆，倪明，孟凡立，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：