【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烟气脱硝催化剂，尤其是涉及一种抗砷中毒脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、氮氧化物(nox)是一种会造成平流层臭氧损耗、酸沉降、光化学烟雾等严重损伤环境的大气污染源，对人类生态环境产生极大的危害。我国大气中的nox主要来源于燃煤电厂、钢铁、玻璃等行业燃烧的煤炭。作为我国氮氧化物的主要排放源，对燃煤火电厂氮氧化物排放减量化已迫在眉睫。
2、选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,简称scr)已经被证明是最有效，应用范围最广的脱硝技术，而催化剂是整体技术的核心。催化剂的性能直接影响scr脱硝系统的运行效率。在实际运行过程中，催化剂的脱硝性能和使用寿命受烟气成分、飞灰冲刷磨损、催化剂孔道堵塞、化学中毒失活等众多因素影响。其中，重金属中毒是导致催化剂失活、脱硝性能下降的重要原因之一。
3、其中，砷是我国煤炭中普遍存在的一种重金属成分，其含量多集中于0.4～10μg/g。按照我国煤炭行业标准(mt/t 803-1999)煤中砷含量的分级方法，我国的煤炭多为二级含砷煤(砷含量＞4-8μg/g)，但我国西南部和内蒙古地区，开采的煤炭中砷含量较高，可高达2000μg/g。在燃用高砷煤时，烟气中会含有大量砷氧化物，造成scr催化剂中毒失活，直接影响scr脱硝系统的运行性能。因此，避免催化剂砷中毒失活对于确保高砷煤发电机组超低排放运行至关重要。
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目
2、第一方面，本专利技术提供一种抗砷中毒脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将铝源和钛源加入无水乙醇溶液中，加热搅拌溶解，得到乳白色溶液；
4、s2、将高分子聚合醇、无水乙醇和水的混合溶液逐滴加入乳白色溶液中，充分水解，得到初始凝胶；
5、s3、初始凝胶经第一次干燥、第一次焙烧处理，得到al2o3-tio2复合载体；
6、s4、将al2o3-tio2复合载体依次经浸渍、第二次干燥和第二次焙烧处理，得到抗砷中毒脱硝催化剂；
7、其中，所述高分子聚合醇包括聚乙二醇和聚丙二醇，通过改变所述高分子聚合醇的相对分子质量，调节al2o3-tio2复合载体的孔容、孔径以及铝的配位状态。
8、在本专利技术抗砷中毒脱硝催化剂的制备方法中，首先采用溶胶-凝胶法制备tio2-al2o3复合载体，并通过添加高分子聚合醇作为介孔模板剂，以控制水解和缩聚反应的进程，从而制备出含有丰富晶内介孔的tio2-al2o3复合载体；所得al2o3-tio2复合载体依次经浸渍、干燥和焙烧处理，即可得到抗砷中毒脱硝催化剂。
9、研究表明，通过调变高分子聚合醇的相对分子量大小可以有效调节载体的孔容和孔径，进一步优化载体孔结构参数，以降低催化剂孔道堵塞情况，进而提高对砷氧化物的容纳能力。此外，研究还发现，本专利技术所引入的高分子聚合醇还可以提高al2o3-tio2载体中五配位铝的相对比例，而五配位铝比例的增加可以有效促进v、mo活性物种在al2o3-tio2复合载体表面的均匀分散，暴露出更多的活性位点，从而进一步提高催化剂的抗砷中毒性能。
10、具体地，在调控孔容和孔径方面，本专利技术的聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇在溶液中可形成一定的分子链结构，这些分子链在凝胶形成过程中起到模板作用，引导无机物(如铝源和钛源)在其周围沉积，从而形成具有特定孔结构的复合载体。不同分子量的高分子聚合醇具有不同的分子链长度和构象，因此能够产生不同大小和形状的孔道；此外，聚乙二醇和聚丙二醇的分子量越大，其分子链越长，空间位阻效应越显著。在凝胶形成过程中，大分子量的聚乙二醇或聚丙二醇能够占据更多的空间，从而形成更大的孔径和孔容。相反，小分子量的高分子聚合醇则倾向于形成更小的孔径和孔容。因此，本专利技术的聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇可以对复合载体孔容及孔径的调控。
11、在优化孔结构参数方面，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇的加入还能够影响孔道的连通性，通过调控高分子聚合醇的分子量和加入量，可以优化孔道的分布和连通性，减少孔道堵塞的情况，提高催化剂的传质效率；与此同时，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇在热处理过程中会分解或挥发，并留下一定的表面粗糙度，而这种粗糙度有助于增加催化剂的比表面积和活性位点数量，进一步提高催化剂的性能。
12、在调控五配位铝的相对比例方面，首先，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇中的羟基等官能团能够与铝离子发生配位作用，形成稳定的配合物。这种配位作用能够影响铝离子的配位状态，使其更倾向于形成五配位铝结构。而不同分子量的聚乙二醇和聚丙二醇具有不同的配位能力和配位稳定性，因此能够调控五配位铝的相对比例。其次，在热处理过程中，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇的分解和挥发会促进铝离子的重新排列和配位状态的转变。因此，通过调控水解的热处理条件和聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇的分子量等参数，可以进一步优化五配位铝的比例和分布。
13、作为本技术方案优选地，本专利技术所使用聚乙二醇的相对分子质量为1000-4000，例如，聚乙二醇peg-1000、聚乙二醇peg-1500、聚乙二醇peg-2000、聚乙二醇peg-4000，聚丙二醇的相对分子质量为1000-4000，例如，聚丙二醇ppg-1000、聚丙二醇ppg-2000和聚丙二醇ppg-4000。
14、作为本技术方案优选地，本专利技术所使用铝源对应的氧化物al2o3与高分子聚合醇的质量比为1：(0.3-1.5)，并优选为1：0.5。
15、作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述钛源包括钛酸异丙酯、异丙醇钛和钛酸四丁酯中的任意一种，并优选为钛酸异丙酯；所述铝源包括乙醇铝、异丙醇铝和仲丁醇铝中的任意一种，并优选为异丙醇铝；而所述铝源和钛源所对应的氧化物al2o3与tio2的质量比为(0.3-0.8)：1，并优选为0.5：1。
16、作为本技术方案优选地，步骤s1中，本专利技术在对钛源、铝源和无水乙醇进行加热时，控制温度为30-70℃，时间为0.5-3h。水解温度和水解时间是控制铝源和钛源水解速率的重要因素，与此同时，也是影响载体中五配位铝比例大小的重要因素。
17、作为本技术方案优选地，步骤s2中，本专利技术高分子聚合醇、无水乙醇和蒸馏水的混合溶液进行预热后，逐滴加入步骤s1的乳白色溶液中进行水解，控制温度为30-70℃，时间为2-4h，进一步控制水解速率和缩聚反应过程。
18、作为本技术方案优选地，步骤s3中，所述第一次干燥时，控制温度为50-100℃，时间为24-48h；所述第一次焙烧时，控制温度为450-550℃，时间为3-6h。即通过干燥和焙烧处理去除介孔模板剂和其他杂质，优化产物的结构和性能，促进产物的结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗砷中毒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的相对分子质量为1000-4000，所述聚丙二醇的相对分子质量为1000-4000。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝源对应的氧化物Al2O3与所述高分子聚合醇的质量比为1：(0.3-1.5)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述钛源包括钛酸异丙酯、异丙醇钛和钛酸四丁酯中的任意一种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热搅拌时，控制温度为30-70℃，时间为0.5-3h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述水解时，控制温度为30-70℃，时间为2-4h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述第一次干燥时，控制温度为50-100℃，时间为24-48h；
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述浸渍时，将Al2O3-TiO2复合
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述第二次干燥时，控制温度为80-120℃，时间为1-4h；
10.一种抗砷中毒脱硝催化剂，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种抗砷中毒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的相对分子质量为1000-4000，所述聚丙二醇的相对分子质量为1000-4000。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝源对应的氧化物al2o3与所述高分子聚合醇的质量比为1：(0.3-1.5)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述钛源包括钛酸异丙酯、异丙醇钛和钛酸四丁酯中的任意一种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热搅拌时，控制温度为30-70℃，时间为0.5-3h。
【专利技术属性】
技术研发人员：汪全华，林静仁，王虎，岳彦伟，纵宇浩，刘磊，郭立行，李金珂，谢兴星，
申请(专利权)人：大唐南京环保科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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